圓周運(yùn)動(dòng)的描述

關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的描述第1頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1、線(xiàn)速度v

(1)物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量

(2)方向：圓上某點(diǎn)的切線(xiàn)方向即為該點(diǎn)線(xiàn)速度方向(3)大?。海╯—弧長(zhǎng)，不是位移）第2頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、角速度ω（1）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢的物理量（2）大小：（3）單位：rad/s第3頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、周期T

：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間。單位：s4、頻率f：質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。單位：Hz5、轉(zhuǎn)速n：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。單位：r/s第4頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、線(xiàn)速度大小與角速度的關(guān)系v=rω7、轉(zhuǎn)速與角速度的關(guān)系第5頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是1500r/min，它轉(zhuǎn)動(dòng)的周期是多大？角速度是多大？飛輪上距軸10cm的一點(diǎn)的線(xiàn)速度是多大？

分析：電動(dòng)機(jī)飛輪上各點(diǎn)均繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并且輪上各點(diǎn)的周期、頻率和角速度都相同。

解：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為線(xiàn)速度的大小為第6頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8、向心加速度

(1)物理意義：描述線(xiàn)速度方向變化快慢的物理量(2)大小：（3）方向：總是指向圓心，與線(xiàn)速度方向垂直，方向時(shí)刻改變第7頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9、向心力：（1）作用效果：產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向，不改變速度大小，向心力不做功。（2）大?。海?）方向：指向圓心（4）來(lái)源：可以由一個(gè)力提供，可以由幾個(gè)力的合力提供，可以由幾個(gè)力的合力的分力提供。第8頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rmgF靜OFNOθO'FTmgF合θFNmgθ幾種常見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)受力mgFNrF靜ORF合火車(chē)轉(zhuǎn)彎圓錐擺轉(zhuǎn)盤(pán)滾筒第9頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月OθlOOFNmgFNmgmgFv2Rmg－FN＝mv2RFN－mg＝mθF1F2vv沿半徑方向Fn＝F－F1＝0垂直半徑方向Ft＝F2第10頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.由于地球自轉(zhuǎn)，地球上的物體都隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是[]A．在北京和上海的物體具有相同的角速度B．地球上所有物體的向心加速度都指向圓周運(yùn)動(dòng)的中心——地心C．在上海的物體比在北京的物體的線(xiàn)速度大D．質(zhì)量相同的物體，在北京比在上海所需的向心力大AC第11頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、定義：物體在圓周上運(yùn)動(dòng)，任意相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等。二勻速圓周運(yùn)動(dòng)2、在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，線(xiàn)速度的大小不變，向心加速度a的大小、向心力F的大小、合外力F的大小，ω、T、f

恒定不變。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。第12頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法正確的是（）

A．相等的時(shí)間里通過(guò)的路程相等

B．相等的時(shí)間里通過(guò)的弧長(zhǎng)相等

C．相等的時(shí)間里發(fā)生的位移相同

D．相等的時(shí)間里轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等ABD第13頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與線(xiàn)速度，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．半徑一定，角速度與線(xiàn)速度成反比

B．半徑一定，角速度與線(xiàn)速度成正比

C．線(xiàn)速度一定，角速度與半徑成反比

D．角速度一定，線(xiàn)速度與半徑成正比BCD第14頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.如圖所示，固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的，內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)系正確的是（）A.角速度ωA>ωB

B.線(xiàn)速度vA>vB

向心加速度aA>aB

D.支持力NA>NB

BABNmgF心θ解:畫(huà)出受力圖如圖示：F心＝mg

tgθ＝mrω2＝mv2/r＝m

aN=mg/cosθ

∴支持力NA＝NB

半徑rA>rB，

∴角速度ωA<ωB向心加速度aA＝aB線(xiàn)速度vA>vB第15頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

如圖所示，若皮帶無(wú)打滑現(xiàn)象，則兩輪邊緣上各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等,同一個(gè)輪上各點(diǎn)角速度相等。即

RR...12w12wABC

皮帶傳動(dòng)第16頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.如圖所示，一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪半徑為r，a是右輪邊緣上一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r。b點(diǎn)在小輪上，到輪心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則：υa:υb:υc:υd=

ωa:ωb:ωc:ωd=

Ta:Tb:Tc:Td=

fa:fb:fc:fd=

aa:ab:ac:ad=

ad2rcbr4rr2:1:2:42:1:1:11:2:2:22:1:1:14:1:2:4第17頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示為自行車(chē)最主要的傳動(dòng)部件，“牙盤(pán)”（大齒輪b）和“飛”（小齒輪d）用鏈條c相連，踏腳a通過(guò)曲柄OA和“牙盤(pán)”固定連接，后車(chē)輪與“飛”固定連接。當(dāng)用力踏踏腳板時(shí)，后車(chē)輪就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。哪些部件在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？它們的運(yùn)動(dòng)有何關(guān)連？OAacbde第18頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

典型的變速圓周運(yùn)動(dòng)

——豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)典型問(wèn)題模型一：細(xì)繩、圓形軌道模型（只能提供拉力）ovovmgFN最高點(diǎn)：臨界條件：臨界速度：最高點(diǎn)：臨界條件：臨界速度：mgT能通過(guò)最高點(diǎn)的條件是在最高點(diǎn)速度第19頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月模型二：輕桿、圓管模型vvmgmg1）：輕桿提供向下拉力（圓管的外壁受到擠壓提供向下的支持力）：輕桿提供向上的支持力（圓管的內(nèi)壁受到擠壓提供向上的支持力）：重力恰好提供作為向心力，輕桿（圓管）對(duì)球沒(méi)有力的作用（2）（3）（4）：輕桿（圓管的內(nèi)壁）提供向上的支持力恰能過(guò)最高點(diǎn)第20頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7如圖所示，輕桿的一端有一個(gè)小球，另一端有光滑的固定軸O。現(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，用F表示球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力，則F：（

）A一定是拉力B一定是推力C一定等于0D可能是拉力，可能是推力，也可能等于0OD第21頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AOB8．如圖所示，長(zhǎng)為2L的輕桿，兩端各固定一小球，A球質(zhì)量為m1，B球質(zhì)量m2。過(guò)桿的中點(diǎn)O有一水平光滑固定軸，桿可繞軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置且A球在上端、B球在下端時(shí)桿的角速度為ω，此時(shí)桿對(duì)轉(zhuǎn)軸的作用力為零，則A、B小球的質(zhì)量之比為 （）A．1：1D解見(jiàn)下頁(yè)第22頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AOB解：桿對(duì)A小球的作用力為T(mén)1,T1+m1

g=m1ω2

LT1=m1ω2

L-m1g

桿對(duì)B小球的作用力為T(mén)2T2–m2

g=m2ω2

LT2=m2ω2

L+m2g

桿對(duì)轉(zhuǎn)軸的作用力為零：T1=T2,m1(ω2

L-g)=m2(ω2

L+g)第23頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

9質(zhì)量為2kg的物體，用長(zhǎng)為0.5m的細(xì)繩懸起在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)（g=10m/s2）

①若物體在最高點(diǎn)的速率為10m/s,求物體在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的繩子的拉力大??；

②若物體在最低點(diǎn)的速率為5m/s,試判斷物體能否作完整的圓運(yùn)動(dòng)。②V高點(diǎn)=①380N；500N能否作完整的圓運(yùn)動(dòng)第24頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四離心現(xiàn)象1定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所提供的向心力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力的情況下，物體將做遠(yuǎn)離原來(lái)軌道的運(yùn)動(dòng)。2本質(zhì)：離心現(xiàn)象是慣性的表現(xiàn)第25頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月離心運(yùn)動(dòng)與向心運(yùn)動(dòng)離心運(yùn)動(dòng)：0≤F合＜Fn供<需勻速圓周運(yùn)動(dòng)：F合=

Fn供=需向心運(yùn)動(dòng)：F合＞Fn供>需注意：這里的F合為沿著半徑（指向圓心）的合力第26頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

10將一小硬幣放在唱機(jī)唱片上,離轉(zhuǎn)軸7.0cm遠(yuǎn)處A點(diǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)牧阒饾u增大時(shí),在轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘60轉(zhuǎn)時(shí),硬幣開(kāi)始往外滑,如果硬幣放在離轉(zhuǎn)軸12.0cm處的B點(diǎn),則開(kāi)始出現(xiàn)滑動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速為_(kāi)_____r/min.45.8第27頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

11如圖所示．質(zhì)量為m的木塊從半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過(guò)程中，如果由于摩擦力的作用使得木塊的速率不變，那么 ()A．因?yàn)樗俾什蛔兯阅緣K的加速度為零B．木塊下滑過(guò)程中所受的合外力越來(lái)越大C．木塊下滑過(guò)程中，摩擦力大小不變D．木塊下滑過(guò)程中，加速度大小不變，方向始終指向球心D第28頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

12質(zhì)量均為m的三個(gè)小球，A、B、C分別固定在長(zhǎng)為3L的輕質(zhì)細(xì)桿上,OA=AB=BC=L，桿繞O點(diǎn)以角速度ω在水平面上旋轉(zhuǎn)，則桿上OA、AB、BC每段張力的大小為()D第29頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

13如圖,圓盤(pán)半徑為R,當(dāng)圓盤(pán)繞豎直軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),盤(pán)邊緣所懸物體“飛起”,懸線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng),懸線(xiàn)與豎直方向夾角為α,則圓盤(pán)的角速度ω為()D第30頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

14自行車(chē)在半徑R的彎道上順利通過(guò),車(chē)與地面間最大靜摩擦因數(shù)是μ,車(chē)速和車(chē)身的傾斜程度都受到靜摩擦因數(shù)的限制,自行車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大速度v為()B第31頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

15摩托車(chē)在傾斜角為α的斜坡上轉(zhuǎn)彎(在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)),已知摩托車(chē)與斜坡的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,圓形軌道半徑為R,則它的最大允許速率為()A第32頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月16．如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)盤(pán)面上，離軸心r=20

cm處放置一小物塊A，其質(zhì)量為m＝2kg，A與盤(pán)面間相互作用的靜摩擦力的最大值為其重力的k倍（k＝0.5），試求⑴當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2rad/s時(shí)，物塊與圓盤(pán)間的摩擦力大小多大？方向如何？⑵欲使A與盤(pán)面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度多大？（取g=10m/s2）A解:⑴

f=mω2r=2×22×0.2=1.6N①方向?yàn)橹赶驁A心。②⑵kmg=mωm2r③第33頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

17如圖所示，用同樣材料做成的A、B、C三個(gè)物體放在勻角速旋轉(zhuǎn)的水平臺(tái)面上，已知mA=mB=2mC，rA=rB=rC/2，若它們相對(duì)于平臺(tái)都沒(méi)有滑動(dòng)，則：

(1)哪個(gè)物體的摩擦力的最大？

(2)哪個(gè)物體的向心加速度最大？

(3)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，哪個(gè)物體先滑動(dòng)？哪個(gè)物體最后的滑動(dòng)？·ACOB(三個(gè)都一樣)(aC=2aA=2aB)(C先滑動(dòng)；A、B最后同時(shí)滑動(dòng))在靜摩擦因數(shù)相同時(shí)，總是半徑最大的先滑動(dòng)；半徑最小最后滑動(dòng)．第34頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

18上題中，如果材料不同，轉(zhuǎn)速增加時(shí)，以下三種情況先滑動(dòng)？哪個(gè)物體最后的滑動(dòng)？

(1)μA=μB=2μC(2)2μA=2μB=μC(3)4μA=2μB=μC·ACOB(三個(gè)都一樣)(C先滑動(dòng)；A、B最后同時(shí)滑動(dòng))靜摩擦因數(shù)不相同時(shí)，總是哪個(gè)物體先達(dá)到最大加速度，哪個(gè)物體就先滑動(dòng)．(A先滑動(dòng)；B、C最后同時(shí)滑動(dòng))第35頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

19在繞豎直軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上，沿同一半徑方向放著可視為質(zhì)點(diǎn)的A、B兩物體，同時(shí)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)將這兩物體連接起來(lái)，一起隨盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．已知A、B兩物體質(zhì)量分別為ｍA=0.3kg和ｍB=0.1kg，繩長(zhǎng)L=0.1m，A到轉(zhuǎn)軸距離r=0.2m，A、B兩物體與盤(pán)面之間的最大靜摩擦力均為其重力的0.4倍（g=10m/s2）AOB

①若使A、B兩物體相對(duì)圓盤(pán)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求圓盤(pán)的角速度．

②當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速增加到A、B兩物體即將開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線(xiàn)，則A、