沪教版高中物理必修二第8讲：圆周运动；向心力

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1、第4讲圆周运动和向心力弘大脑体操)心作业完成情况)tv教学目标)1.知道什么是匀速圆周运动2.理解什么是线速度，角速度，周期，理解线速度，角速度，周期Z间的关系3理解向心力和向心加速度，厶趣味引入)知识梳理)一、描述圆周运动的物理量线速度1.定义：质点做圆周运动通过的弧长与所用时间的比值叫做线速度。2.公式：。单位：m/s3.矢量4.方向：质点在圆周上某点的线速度方向就是o线速度也有平均值和瞬时值之分。如果所取的时问I'可隔△'很小很小，这样得到的就是瞬时线速度。上面我们所说的速度方向就是指瞬吋线速度的方向，与半径垂直，和圆弧。5.物理意义：描述质点沿圆周运动快慢的物理量。线速度越大，质点沿圆

2、弧运动越快。6.匀速圆周运动(1)定义：物体沿着圆•周运动，并且线速度大小处处相等的运动叫匀速圆周运动。或质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。(2)因线速度方向不断发生变化，故匀速圆周运动是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。(3).匀速圆周运动是最简单的圆周运动形式，也是最基本的曲线运动之一。匀速圆周运动是一种理想化的运动形式。许多物体的运动接近这种运动，具有一定的实际意义。一般圆周运动，也可以取一段较短的时间(或弧长)看成是匀速圆周运动。(4)运动性质：是一种变速运动而绝非匀速运动。因为质点沿一圆周运动，做的是曲线运动，速度方向沿圆周的切

3、线方向，吋刻在改变，而匀速运动中质点的速度是个恒矢量，大小和方向都不变，且必是直线运动。(5)匀速圆周•运动应理解为“匀速率”圆周运动。因为“在相等的时间里通过的圆弧长度相等”，指的是速率不变。角速度1•宦义:在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比值叫做角速度。2.大小：3.单位：rad/s（弧度每秒）。4•矢量（屮学阶段不讨论）。5.物理虑义：描述质点做圆周运动快慢的物理量。6.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。转速与周期、频率1.转速：技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢。定义：做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。符号和单位：n表示转速,在国际单

4、位制中为r/s（.转每秒）;常用单位为r/min（转每分）o1r/s=60r/mirio标量:只有大小。总义：实际屮定量描述匀速圆周运动的快慢，转速高说明运动得快，转速低说明运动得慢。质点作匀速圆周运动时，转速恒定不变。2.周期：做匀速圆周运动的物体，经过一周所用的时间叫做周期。符号用T表示。单位是秒（s）。标貼只有大小。总义：定量描述匀速圆周运动的快慢。周期长说明运动得慢，周期短说明运动得快。质点做匀速圆周运动时，周期恒定不变。3.频率:做圆周运动的物体在1秒内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率。用f表示。单位:赫兹（血）。lHz=ls-lo标量:只有大小。总义：定量描述匀速圆周运动的快慢，频率

5、高说明运动得快，频率低说明运动得慢。质点做匀速圆周运动时，频率恒定不变。二各物理量之间的关系1、线速度与角速度的关系Mv=一AreCD=IAr>v—G)rV△/co丿2、线速度与T的关系.角速度与T的关系3、线速度与转速的关系、角速度与转速的关系△&2/r^nco=——=t1三、向心力和向心加速度1、向心力的概念做圆周运动的物体不沿直线飞去而是沿着一个圆周运动，说明这个物体必然受到了外力的作用。用绳系着的物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，是由于绳子对它有拉力作用，不难想像，如在某时刻剪断细绳，那物体必然沿切线方向飞出做匀速直线运动；如果月球不受地球对它的吸引力，则月球不受任何外力的作用（

6、其它天体对月球的吸引力很小，可忽略），月球必然不会绕地球转动，而是做匀速直线运动，离地球越来越远。由于物体做圆周运动过程中，至少速度的方向在不断变化，所以物体一定具有加速度。做匀速圆周运动的物体，其加速度的方向始终指向圆心，根据牛顿第二定律，力是产生加速度的原因，所以物体一定受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。2、向心力的表达式设做匀速圆周运动物体的向心加速度为an,所受向心力为Fn,根据牛顿第二定律可得En=man通过上一节内容的学习，我们知道a=r^2所以'Fn=m7=mro2匀速圆周运动中物体受到的向心力大小不变，但方向始终沿半径方向指向圆心，如图7-1所示，显然，向心力方向不断发

7、生变化，所以向心力是一个变力。我们对物体进行受力分析时，经常提到重力、弹力、摩擦力等，它们都是按其产生的性质命名的，而向心力则不然，我们是根据它的作用效果（方向始终指向圆心，使物体产生向心加速度，迫使物体做圆周运动）命名的。凡是产生向心加速度的力，不管它属于什么性质，都是向心力。在匀速圆周运动中，合力提供向心力。3、向心加速度方向：设质点沿半径为r的圆做匀速圆周运动，某时刻位于A点，速度为vA,经