高中物理第2章圆周运动章末分层突破教师用书教科版必修

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1、第2章圆周运动[自我校对]① ② ③ ④⑤ωr ⑥ ⑦ ⑧⑨mrω2 ⑩ ⑪rω2⑫变加速 ⑬方向___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2、_____________________________描述圆周运动的物理量及其关系1.线速度、角速度、周期和转速都是描述圆周运动快慢的物理量,但意义不同.线速度描述物体沿圆周运动的快慢.角速度、周期和转速描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢.由ω==2πn,知ω越大,T越小,n越大,则物体转动得越快,反之则越慢.三个物理量知道其中一个,另外两个也就成为已知量.2.对公式v=rω及a==rω2的理解(1)由v=rω,知r一定时,v与ω成正比;ω一定时,v与r成正比;v一定时,ω与r成反比.(2)由a==rω2,知

3、v一定时,a与r成反比;ω一定时,a与r成正比.如图21所示,定滑轮的半径r=2cm,绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物,由静止开始释放,测得重物以加速度a=2m/s2做匀加速运动,在重物由静止下落距离为1m的瞬间,求滑轮边缘上的点的角速度ω和向心加速度a.图21【解析】 重物下落1m时,瞬时速度为v==m/s=2m/s.显然,滑轮边缘上每一点的线速度也都是2m/s,故滑轮转动的角速度,即滑轮边缘上每一点转动的角速度为ω==rad/s=100rad/s.向心加速度为a=ω2r=1002×0.02m/s2=200m/s2

4、.【答案】 100rad/s 200m/s2圆周运动中的临界问题1.当物体从某种特性变化为另一种特性时,发生质的飞跃的转折状态,通常叫做临界状态.出现临界状态时,既可理解为“恰好出现”,也可理解为“恰好不出现”.2.确定临界状态的常用方法(1)极限法:把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象显露,达到尽快求解的目的.(2)假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界问题.3.临界问题经常出现在变速圆周运动中,而竖直平面内的圆周运动是最典型的变速圆周运动.在竖直平面内的圆周运动一般

5、不是匀速圆周运动,但物体经最高点或最低点时,所受的重力与其他力的合力指向圆心,提供向心力.图22(1)用绳子系物体或物体沿轨道内侧运动(如图22所示).此种情况下,如果物体恰能通过最高点,即绳子的拉力或轨道对物体的支持力等于零,只有重力提供向心力,即mg=,得临界速度v0=.当物体的速度v≥v0时,才能经过最高点.(2)用杆固定物体在竖直平面内做圆周运动.此种情况下,由于物体所受的重力可以由杆给它的向上的支持力来平衡,所以在最高点时的速度可以为零.当物体在最高点的速度v≥0时,物体就可以完成一个完整的圆周运动. (

6、多选)(2016·茂名高一检测)如图23所示,长0.5m的轻质细杆,一端固定有一个质量为3kg的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2m/s.取g=10m/s2,下列说法正确的是(  )图23A.小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24NB.小球通过最高点时,对杆的压力大小是6NC.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24ND.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54N【解析】 设小球在最高点时受杆的弹力向上,则mg-FN=m,得FN=mg-m=6N,故小球对杆的压力大小是6N,A

7、错误,B正确;小球通过最低点时FN-mg=m,得FN=mg+m=54N,小球对杆的拉力大小是54N,C错误,D正确.【答案】 BD竖直平面内圆周运动的分析方法(1)竖直平面内的圆周运动一般是变速圆周运动,运动速度的大小和方向在不断发生变化,通常只研究物体在最高点和最低点的情况.(2)质点在轻杆作用下绕中心点做圆周运动时,在最高点轻杆能提供支持力或拉力.当v=时,杆的弹力为零,这是杆的作用力是支持力或拉力的分界点;当0时,杆的拉力随速度的增大而增大.在最低点轻杆能提供拉力

8、且拉力随速度的增大而增大.(3)竖直平面内的圆周运动往往和机械能守恒定律、动能定理及平抛运动结合,此类问题利用机械能守恒定律、动能定理将最高点和最低点的物理量联系起来.1.(2016·青岛二中检测)如图24所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动.当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是(  )图24A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了B

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