2019版高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲 圆周运动的规律及应用学案

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1、第3讲　圆周运动的规律及应用微知识1描述圆周运动的物理量1．线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量，v＝＝。2．角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量，ω＝＝。3．周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量，T＝，T＝。4．向心加速度：描述速度方向变化快慢的物理量，an＝rω2＝＝ωv＝r。5．向心力：作用效果产生向心加速度，Fn＝man。6．相互关系：(1)v＝ωr＝r＝2πrf。(2)an＝＝rω2＝ωv＝r＝4π2f2r。(3)Fn＝man＝m＝mω2r＝mr＝mr4π2f2。　微知识2匀速圆周运动和非匀速圆周运动1．匀速圆周运动(

2、1)定义：线速度大小不变的圆周运动。(2)性质：向心加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动。(3)质点做匀速圆周运动的条件合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。2．非匀速圆周运动(1)定义：线速度大小、方向均发生变化的圆周运动。(2)合力的作用①合力沿速度方向的分量Fτ产生切向加速度，Fτ＝maτ，它只改变速度的大小。②合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fn＝man，它只改变速度的方向。微知识3离心运动1．本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向。2．受力特点(如图所示)(1)当

3、F＝mrω2时，物体做匀速圆周运动。(2)当F＝0时，物体沿切线方向飞出。(3)当Fmrω2时，物体逐渐向圆心靠近，做近心运动。一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)1．匀速圆周运动是匀变速曲线运动。(×)2．做匀速圆周运动的物体的向心加速度与半径成反比。(×)3．做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力。(√)4．做圆周运动的物体所受的合外力不一定指向圆心。(√)5．做圆周运动的物体所受的合外力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出。(×)二、对点微练1．(描

4、述圆周运动的物理量)(2018·无锡测试)甲、乙、丙三个物体，甲放在海南，乙放在无锡，丙放在天津。当它们随地球一起转动时。下列说法正确的是(　　)A．三个物体的角速度相等B．甲的线速度最小C．三个物体的线速度都相等D．甲的角速度最大解析　甲、乙、丙三个物体，甲放在海南，乙放在无锡，丙放在天津，它们随地球一起转动时它们的周期相同，角速度相同，甲的半径最大，由线速度和角速度的关系v＝ωr知甲的线速度最大，故A项正确，BCD项错误。答案　A　2．(向心力)如图所示，一圆盘可绕一过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一个木块，当圆盘

5、匀速转动时，木块随圆盘一起运动，那么(　　)A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心C．因为木块随圆盘一起运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相同D．因为摩擦力总是阻碍物体的运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反解析　从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来分析：由于圆盘转动时，以转动的圆盘为参考系，物体的运动趋势是沿半径向外背离圆心的，所以盘面对木块的静摩擦力方向沿半径指向圆心。从做匀速圆周运动的物体必须有力提供向心力的角度来分析，木块随圆

6、盘一起做匀速圆周运动，它必须受到沿半径指向圆心的合力，只有来自盘面的静摩擦力提供指向圆心的向心力，因而盘面对木块的静摩擦力方向必沿半径指向圆心，所以，正确选项为B项。答案　B　3.(离心现象)(多选)如图所示，光滑水平面上一质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，则下列关于小球运动情况的说法，正确的是(　　)A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动D．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pc做近心运动解析　由

7、F＝知，若拉力变小，则F不能提供所需的向心力，R变大，小球做离心运动。反之，若F变大，小球将做近心运动。答案　ACD　见学生用书P060微考点　1　圆周运动的运动学分析核

8、心

9、微

10、讲1．对公式v＝ωr的理解当r一定时，v与ω成正比。当ω一定时，v与r成正比。当v一定时，ω与r成反比。2．对a＝＝ω2r＝ωv的理解在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比。3．常见传动方式及特点(1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同。(2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大

11、小相等。典

12、例

13、微

14、探【例1】　如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动