第5節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)基本公式.doc

紅橋高級(jí)中學(xué)2013屆高三物理一輪復(fù)習(xí)案第5節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)基本公式學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及相互關(guān)系，會(huì)處理傳動(dòng)裝置問(wèn)題； 2、理解質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，能初步處理相關(guān)習(xí)題。自學(xué)指導(dǎo)：閱讀、記憶并理解下列公式和結(jié)論，時(shí)間大約8分鐘，之后做例1-5，檢測(cè)自己的理解情況；并把自己的疑問(wèn)和同學(xué)、老師分享。一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理及相互關(guān)系（背誦）描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量主要有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表：定義、意義公式、單位線速度描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量(v) 是矢量，方向和半徑垂直，和圓周相切v單位：m/s角速度 描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量()中學(xué)不研究其方向單位：rad/s周期和轉(zhuǎn)速 周期是物體沿圓周運(yùn)動(dòng)一圈的時(shí)間(T) 轉(zhuǎn)速是物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)(n)，也叫頻率(f)T；單位：s n的單位r/s、r/minf的單位：Hz，f 向心加速度 描述速度方向變化快慢的物理量(an) 方向指向圓心an2r單位：m/s2向心力作用效果是產(chǎn)生向心加速度，只改變線速度的方向，不改變線速度的大小 方向指向圓心 來(lái)源：向心力是按力的效果命名的力，可以由一個(gè)力或幾個(gè)力的合力或某一個(gè)力的分力提供。Fnm2rmm單位：N相互關(guān)系vr2rf anr2 Fnmmr2m二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)（背誦）(1)定義：線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)。(2)性質(zhì)：向心加速度大小不變，方向總是指向圓心的變加速曲線運(yùn)動(dòng)。(3)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：合力大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向圓心。三、非勻速圓周運(yùn)動(dòng)（了解）(1)定義：線速度大小、方向均發(fā)生變化的圓周運(yùn)動(dòng)。(2)合力的作用：合力沿速度方向分量Ft產(chǎn)生切向加速度，F(xiàn)tmat，它只改變速度的大小。合力沿半徑方向分量Fn產(chǎn)生向心加速度，F(xiàn)nman，它只改變速度的方向。四、傳動(dòng)裝置中線速度和角速度關(guān)系（背誦）1同一轉(zhuǎn)軸的各點(diǎn)角速度相同。2當(dāng)皮帶不打滑時(shí)，傳動(dòng)皮帶、用皮帶連接的兩輪邊沿上的各點(diǎn)線速度大小相等。例1、如圖為質(zhì)點(diǎn)P、Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度隨半徑變化的圖線，表示質(zhì)點(diǎn)P的圖線是雙曲線，表示質(zhì)點(diǎn)Q的圖線是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，由圖線可知 () A質(zhì)點(diǎn)P的線速度大小不變 B質(zhì)點(diǎn)P的角速度大小不變 C質(zhì)點(diǎn)Q的角速度隨半徑變化 D質(zhì)點(diǎn)Q的線速度大小不變例2、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度方向不斷改變B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度大小不斷改變C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度大小不斷改變O AD物體只有在恒力作用下，才能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)例3、一圓盤(pán)可繞通過(guò)圓盤(pán)中心O且垂直于盤(pán)面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓盤(pán)上放置一小木塊A，它隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則關(guān)于木塊A的受力，下列說(shuō)法正確的是 （ ）A、木塊A受重力、支持力和向心力； B、木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相反；C、木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心；D、木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相同。O OBAC例4、如圖，皮帶輪OO，rB=rA/2，rC=2rA/3。當(dāng)皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（不打滑），求A、B、C三點(diǎn)的：（1）角速度之比；（2）線速度之比；注意：先找出A、B（及A、C）什么相同；后由v=r判斷B、C的線速度和角速度關(guān)系。rp例5、飛機(jī)做俯沖拉起運(yùn)動(dòng)時(shí)，在最低點(diǎn)附近做半徑r=180m的圓周運(yùn)動(dòng)。如圖。如果飛行員的體重（質(zhì)量）m=70kg，飛機(jī)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)p時(shí)的速度v=360km/h，求這時(shí)飛行員對(duì)座位的壓力（g取10m/s2）。析：先對(duì)_在P點(diǎn)時(shí)受力分析和運(yùn)動(dòng)分析；后由牛頓第二定律列式求解。當(dāng)堂訓(xùn)練：1、關(guān)于向心力的說(shuō)法正確的是 ( )A、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了一個(gè)向心力； B、向心力不改變圓周運(yùn)動(dòng)物體速度的大??；C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力即為所受的合外力； D、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力不變。2、汽車(chē)甲和汽車(chē)乙質(zhì)量相等，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲車(chē)在乙車(chē)的外側(cè)。兩車(chē)沿半徑方向受到的摩擦力分別為f甲和f乙。以下說(shuō)法正確的是()Af甲小于f乙 Bf甲等于f乙Cf甲大于f乙 Df甲和f乙大小均與汽車(chē)速率無(wú)關(guān)3、如圖所示，物塊在水平圓盤(pán)上，與圓盤(pán)一起繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A物塊處于平衡狀態(tài)B物塊受三個(gè)力作用C在角速度一定時(shí)，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠(yuǎn)，物塊越不容易脫離圓盤(pán)D在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)周期越小，越不容易脫離圓盤(pán)4、（08寧夏）圖示為某一皮帶傳動(dòng)裝置。主動(dòng)輪的半徑為r1,從動(dòng)輪的半徑為r2。已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑。下列說(shuō)法正確的是（ ）A、從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)； B、從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n D、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n5、(2011延邊模擬)如圖所示是一個(gè)玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列表述正確的是()Aa、b和c三點(diǎn)的線速度大小相等Ba、b和c三點(diǎn)的角速度相等Ca、b的角速度比c的大Dc的線速度比a、b的大6、如圖所示，質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑盒子中，盒子的邊長(zhǎng)略大于球