圓周運(yùn)動(dòng)期末復(fù)習(xí)

圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)課圓周運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是弧形，或圓周的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為圓周運(yùn)動(dòng)。任意時(shí)間內(nèi)通過(guò)弧長(zhǎng)相等的圓周運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：定義：變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(非勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng))描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量：線(xiàn)速度和角速度的關(guān)系：線(xiàn)速度：周期T,頻率f,轉(zhuǎn)速n：角速度：(m/s)(rad/s)(s;Hz;r/s;)3種常見(jiàn)的傳動(dòng)方式1.同軸轉(zhuǎn)動(dòng)rRAB結(jié)論：角速度相同，線(xiàn)速度不同。轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。o類(lèi)似轉(zhuǎn)動(dòng)：3種常見(jiàn)的傳動(dòng)方式2.皮帶傳動(dòng)ABRr線(xiàn)速度大小相同，角速度不同。轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。結(jié)論：3.齒輪傳動(dòng)結(jié)論：線(xiàn)速度大小相同，角速度不同。轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。不打滑兩個(gè)有用的結(jié)論：①皮帶上及輪子邊緣上各點(diǎn)的線(xiàn)速度相同②同一輪上各點(diǎn)的角速度相同O1abcO2RaRcRb圓周運(yùn)動(dòng)向心力向心加速度大?。何锢硪饬x：方向總是指向圓心總是指向圓心。只改變速度的方向，不改變速度大小。由物體所受到的合力提供描述速度方向變化快慢的物理量來(lái)源：方向：大?。鹤饔茫鹤⒁猓翰皇钦鎸?shí)存在的，而是一種效果力。方向：處理圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般步驟:1.明確研究對(duì)象，確定圓周運(yùn)動(dòng)的平面和圓心位置，從而確定向心力方向；3.求出在半徑方向的合力，即向心力；4.根據(jù)向心力公式結(jié)合牛頓第二定律列方程求解。2.進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力分析圖;OθrmgF靜OFNO'FTmgF合θFNmgθ幾種常見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)mgFNrF靜ORF合火車(chē)轉(zhuǎn)彎圓錐擺轉(zhuǎn)盤(pán)滾筒OrmgFNF合圓臺(tái)筒圓周運(yùn)動(dòng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)角速度、周期、頻率不變，線(xiàn)速度、向心加速度、向心力的大小不變，方向時(shí)刻改變；合外力不指向圓心，與速度方向不垂直；合外力大小不變，方向始終與速度方向垂直，且指向圓心。合外力沿著半徑方向的分量提供向心力，改變速度方向；沿著速度方向的分量，改變速度大小。特點(diǎn)：性質(zhì)：變速運(yùn)動(dòng)；非勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；條件：向心力就是物體作圓周運(yùn)動(dòng)的合外力。當(dāng)速率增大時(shí)，合外力與速度方向的夾角為銳角；反之，為鈍角。OθlOO幾種常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)FNmgFNmgmgFv2Rmg－FN＝mv2RFN－mg＝mθF1F2vv沿半徑方向Fn＝F－F1＝0垂直半徑方向Ft＝F2小結(jié)：汽車(chē)過(guò)拱橋或凹橋

經(jīng)凸橋最高點(diǎn)時(shí)由牛頓第三定律可知，汽車(chē)對(duì)橋面壓力小于汽車(chē)的重力．

當(dāng)時(shí)，汽車(chē)對(duì)橋面無(wú)壓力．

由牛頓第三定律可知，汽車(chē)對(duì)橋面壓力大于汽車(chē)的重力．

經(jīng)凹橋最低點(diǎn)時(shí)最高點(diǎn)：F向=G+FN2amr=G+FN當(dāng)FN=02mvr=GFNG最低點(diǎn)過(guò)山車(chē)問(wèn)題1．繩子模型：球在圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，輕繩對(duì)小球只能產(chǎn)生沿繩收縮方向的拉力向下，豎直平面內(nèi)變速圓周運(yùn)動(dòng)③不能過(guò)最高點(diǎn)的條件：v<v臨界(實(shí)際上小球尚未到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)就脫離了軌道)．2.桿模型：小球在輕質(zhì)桿或管狀軌道彈力作用下的圓周運(yùn)動(dòng)，過(guò)最高點(diǎn)時(shí)桿與繩不同，桿對(duì)球既能產(chǎn)生拉力，也能對(duì)球產(chǎn)生支持力；（管狀軌道的口徑略大于小球的直徑)圓周運(yùn)動(dòng)m的受力情況最高點(diǎn)的速度最低點(diǎn)的受力輕繩輕桿圓管AOmBLAOmBLAOmBR重力、繩的拉力重力、桿的拉力或支持力重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力T-mg=mV2/R背景問(wèn)題、火車(chē)轉(zhuǎn)彎：

火車(chē)在平直軌道上勻速行駛時(shí)，所受的合力等于0，那么當(dāng)火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，我們說(shuō)它做圓周運(yùn)動(dòng)，那么是什么力提供火車(chē)的向心力呢？c：由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車(chē)質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。1、內(nèi)外軌道一樣高時(shí)GFNFa：此時(shí)火車(chē)車(chē)輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。b：外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。轉(zhuǎn)彎處--外軌略高于內(nèi)軌。2、外軌略高于內(nèi)軌時(shí)火車(chē)拐彎

火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是有重力G支持力FN的合力F來(lái)提供．若火車(chē)的拐彎處軌道面傾角為θ，應(yīng)有：θrθF=mgtan

θ2mvr=θθ向心力分析:當(dāng)r、θ一定時(shí)，車(chē)行駛的速度v=車(chē)行駛的速度v′>外軌對(duì)車(chē)有向內(nèi)的推力車(chē)行駛的速度v″<內(nèi)軌需使用向外的推力F外軌、內(nèi)軌均不受車(chē)的推力的作用外軌內(nèi)軌1、自行車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，稍一傾斜就過(guò)去了，摩托車(chē)轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車(chē)時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒在地上。問(wèn)：什么力提供向心力？向心力與傾斜度有關(guān)嗎？有何關(guān)系？背景問(wèn)題：摩托車(chē)轉(zhuǎn)彎解析：由地面對(duì)車(chē)的靜摩擦力提供車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。G車(chē)N車(chē)f（1）以車(chē)為研究對(duì)象（2）以人為研究對(duì)象轉(zhuǎn)彎時(shí)，人隨車(chē)一起做圓周運(yùn)動(dòng)，他的向心力由重力和支持力的合力提供。G人N人Fθ人的傾斜度越大，傾角θ越大，向心力就越大。

2、把一個(gè)小球放在玻璃漏斗里，晃動(dòng)幾下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖）。小球的向心力是由什么力提供的？是重力和漏斗壁對(duì)小球支持力的合力提供的，則：重力mg和夾角θ都是定值，所以當(dāng)小球的速度越大，它在漏斗中上升得就越高，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑就越大。探究情景：FθGθN

想一想：如果漏斗的頂部變成如圖所示的圓柱形，當(dāng)小球上升到圓柱部分時(shí)，繼續(xù)增大小球的速度，小球還會(huì)往上升嗎？為什么？不會(huì)。此時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由漏斗對(duì)它的彈力提供GfN當(dāng)m、r一定時(shí)，ω越大，所需要的彈力就越大。

飛車(chē)走壁:

馬戲團(tuán)演員在表演飛車(chē)走壁時(shí)，人車(chē)在一個(gè)水平面上沿豎直粗糙墻壁上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，人車(chē)所受外力G與靜摩擦力f平衡。車(chē)輪對(duì)墻壁的作用力為N，墻壁的反作用力N就是人車(chē)所需向心力。應(yīng)有

當(dāng)m、r一定時(shí)，ω越大，N就越大。離心運(yùn)動(dòng)

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受的合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，物體所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。離