高中物理 《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》學(xué)案4 粵教版必修

1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（1）理解并記住描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。（2）學(xué)會(huì)解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。（3）掌握解圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般方法?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：1、軌跡： 2、速度： 二、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量： 1、線速度（1）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn) (2)方向: (3)大小: 2、角速度(1)物理意義:描述質(zhì)點(diǎn) (2)大?。?（3）單位： 3、周期和頻率（1）定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體 叫周期。 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體 叫頻率。（2）周期與頻率的關(guān)系： （3）頻率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系： 4、向心加速度 （1）物理意義：描述 （2）大?。?（3）方向： （4）作用： 5、向心力（1）作用： （

2、2）來(lái)源： （3）大?。?（4）方向： 特別思考（1）向心力、向心加速度公式對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)使用嗎？（2）向心力對(duì)物體做功嗎？ 三、圓周運(yùn)動(dòng)及向心力來(lái)源：1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)：（1）性質(zhì)： （2）加速度： （3）向心力： （4）質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：（a） (b) 2、非勻速圓周運(yùn)動(dòng)：（1）性質(zhì)： （2）加速度： （3）向心力： 3、向心力來(lái)源： 四、離心運(yùn)動(dòng)：1、定義： 2、本質(zhì)： 3、特別注意：（1）離心運(yùn)動(dòng)并非沿半徑方向飛出的運(yùn)動(dòng)，而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)或沿切線方向飛出的運(yùn)動(dòng)。（2）離心運(yùn)動(dòng)并不是受到什么離心力作用的結(jié)果，根本就沒什么離心力，因?yàn)闆]什么物體提供這種力?！镜湫屠}】一、勻

3、速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題：圖1ABbcad例1、如圖1所示,傳動(dòng)輪A、B、C的半徑之比為2：1：2，A、B兩輪用皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，B、C兩輪同軸，a、b、c三點(diǎn)分別處于A、B、C三輪的邊緣，d點(diǎn)在A輪半徑的中點(diǎn)。試求：a、b、c、d四點(diǎn)的角速度之比，即a:b:c:d= 線速度之比,即va:vb:vc:vc= ;向心加速度之比,即:aa:ab:ac:ad= .（小結(jié)）本題考察得什么： 例2、如圖2，A、B兩質(zhì)點(diǎn)繞同一圓心沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，A、B的周期分別為T1、T2，且T1VB B. AB C. aAaB D.壓力NANB 4、半徑為R的光滑半圓柱固定在水平地面上，頂部有一小物塊，如

4、圖所示，今給小物塊一個(gè)初速度，則物體將：（）A. 沿圓面A、B、C運(yùn)動(dòng)vORABCB. 先沿圓面AB運(yùn)動(dòng)，然后在空中作拋物體線運(yùn)動(dòng)C. 立即離開圓柱表面做平拋運(yùn)動(dòng)D. 立即離開圓柱表面作半徑更大的圓周運(yùn)動(dòng)5、如圖所示，輕繩一端系一小球，另一端固定于O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方的P點(diǎn)釘一顆釘子，使懸線拉緊與豎直方向成一角度，然后由靜止釋放小球，當(dāng)懸線碰到釘子時(shí)：（）OP小球的瞬時(shí)速度突然變大小球的加速度突然變大小球的所受的向心力突然變大懸線所受的拉力突然變大A. B. C. D.6、如圖所示，汽車以速度V通過(guò)一半圓形拱橋的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車受力的說(shuō)法正確的是A. 汽車受重力、支持力、向心力B. 汽車受重力、

5、支持力、牽引力、摩擦力、向心力C. 汽車的向心力是重力D. 汽車的重力和支持力的合力是向心力7在光滑的水平面上相距40 cm的兩個(gè)釘子A和B，如圖5-21所示，長(zhǎng)1 m的細(xì)繩一端系著質(zhì)量為0.4 kg的小球，另一端固定在釘子A上，開始時(shí)，小球和釘子A、B在同一直線上，小球始終以2 m/s的速率在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若細(xì)繩能承受的最大拉力是4 N，那么，從開始到細(xì)繩斷開所經(jīng)歷的時(shí)間是：( ) 圖5-21A0.9 s B0.8 s C1.2 s D1.6 s8如圖所示，質(zhì)量m=0.1kg的小球在細(xì)繩的拉力作用下在豎直面內(nèi)做半徑為r=0.2m的圓周運(yùn)動(dòng)，已知小球在最高點(diǎn)的速率為v1=2m/s，g取

6、10m/s2，試求：（1）小球在最高點(diǎn)時(shí)的細(xì)繩的拉力T1=？（2）小球在最低點(diǎn)時(shí)的細(xì)繩的拉力T2=？9(6分)如圖5-14所示，半徑為R的圓板置于水平面內(nèi)，在軸心O點(diǎn)的正上方高h(yuǎn)處，水平拋出一個(gè)小球，圓板做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)圓板半徑OB轉(zhuǎn)到與拋球初速度方向平行時(shí)，小球開始拋出，要使小球和圓板只碰一次，且落點(diǎn)為B，求：(1)小球初速度的大小(2)圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。 圖5-14 10、長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.4m的輕質(zhì)細(xì)桿一端固定在O點(diǎn)，在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為=6rad/s，若桿的中心處和另一端各固定一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg的小物體，則端點(diǎn)小物體在轉(zhuǎn)到豎直位置的最高點(diǎn)時(shí)，（g取10m/s2）求:(1)

7、桿對(duì)端點(diǎn)小物體的作用力的大小和方向；(2)桿對(duì)軸O的作用力的大小和方向?！緦W(xué)后反思】_ 。針對(duì)練習(xí)及能力訓(xùn)練題答案一 、例題例一（1）b=c,a=b,因?yàn)関=R,va=vb 且ra=2rB,所以b=2a,由此得出:因?yàn)閍:b=1:2,b:c=1:1,a:d=1:1 a:b:c:d=1:2:2:1(2)va=vb,而va=2vd,vc=2vb,所以va:vb:vc:vd=2:2:4:1(3) aa:ab:ac:ad =2:4:8:1或者按aa:ab:ac:ad=a2ra:b2rb:c2rc:d2rd=2:4:8:1.例2、t=nT1T2/(T2-T1) 例3、53 例4二、針對(duì)訓(xùn)練 1、答案：A

8、 2、答案：C 解析：勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，速度和加速度方向時(shí)刻在變，故A、B錯(cuò)，C對(duì)；物體只有做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其合力才垂直于速度，不改變線速度大小，D錯(cuò)故C選項(xiàng)正確3答案:B解析：物體A在水平臺(tái)上，受重力G豎直向下，支持力FN豎直向上，且兩力是一對(duì)平衡力，至于物體A是否受摩擦力，方向如何，由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析才知道，由于A隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)，所以必須受到向心力作用，G與FN不能提供向心力，只有A受摩擦力F且指向圓心充當(dāng)向心力，才能使物體有向心力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)故B正確 4答案:B解析：車廂突然制動(dòng)時(shí)，重球由于慣性，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，而懸線欲使它改變運(yùn)動(dòng)方向則沿圓弧運(yùn)動(dòng)，所以拉力變大，即B正確5、答案:A6答

9、案:A7解析：繩對(duì)m1和m2的拉力是它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)題意R1R2L，R2L-R1對(duì)m1：Fm12R1對(duì)m2：Fm22R2m22(L-R1)所以m12R1m22(L-R1)即得：R1R2L-R1Fm12 答案：；F三、能力訓(xùn)練1、D 2、C 3、A 4、C 5、B 6、D7、答案：B解析：當(dāng)小球繞A以1 m的半徑轉(zhuǎn)半圈的過(guò)程中，拉力是F1m0.41.6 N，繩不斷當(dāng)小球繼續(xù)繞B以(10.4)0.6 m的半徑轉(zhuǎn)半圈的過(guò)程中，拉力為F2m0.42.67 N，繩不斷當(dāng)小球再碰到釘子A，將以半徑(0.60.4)0.2 m做圓周運(yùn)動(dòng)，拉力F3m0.48 N繩斷所以在繩斷之間小球轉(zhuǎn)過(guò)兩個(gè)半圈，時(shí)間分別為t10.5 st20.3 s所以斷開前總時(shí)間是tt1t2(0.50.3)s0.8 s 8（1）T3N （2）T7N9解析：(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向hgt2t在水平方向：sv1tv0 R所以v0R(2)因?yàn)閠nTn即