2012高考总复习物理课件13匀速圆周运动

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1、1课时13匀速圆周运动2考点一　描绘圆周运动的几个物理量►基础梳理◄1．圆周运动的线速度概念：做圆周运动的物体，通过的弧长与所用时间的比值叫线速度的大小，即线速率．表达式：线速度大小用公式v＝　＝计算．基本特征：线速度是做圆周运动的瞬时速度，是矢量，不仅有大小，而且有方向，且方向时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动．线速度的方向就是圆周在该点的切线方向．32．圆周运动的角速度概念：做匀速圆周运动的物体其半径转过的角度跟所用时间的比值，叫做物体的角速度．表达式：角速度用ω＝　定义，用以描述质点绕圆心转动的快慢．基本特征：角

2、速度是描述圆周运动的特有概念．在国际单位制中，角度用弧度(rad)表示，故角速度的单位是弧度/秒，符号为rad/s.43．向心加速度概念：描述线速度方向改变快慢的物理量．表达式：向心加速度用a＝　＝ω2r表示．基本特征：总是指向圆心，方向时刻发生变化．►疑难详析◄1．几个物理量之间的关系：v＝　＝ωr＝2πf·r.2．做圆周运动物体的向心加速度a＝　＝ω2r，在ω不变的情况下a与r成正比；在v不变的情况下a与r成反比．5►深化拓展◄1．实际中所说的转数是指做匀速圆周运动的物体每分钟转过的圏数，用n表示，单位是转每分(r

3、/min)．2．要特别指出的是，只有角速度以rad/s为单位时，才有v＝rω的关系．6考点二　向心力的特点及计算►基础梳理◄概念：匀速圆周运动的向心力是按作用效果命名的力，其动力学效果在于产生向心加速度，即只改变线速度方向，不会改变线速度的大小．表达式：对于匀速圆周运动物体，其向心力应由其所受合外力提供，Fn＝man＝m＝mω2r＝mr＝4π2mf2r.7►疑难详析◄竖直平面内圆周运动最高点处的受力特点分三种情况进行讨论．图189(3)弹力既可能向上又可能向下，可取任意值，如管内转球(或杆连球，环穿珠)(图1丙)．但可

4、以进一步讨论：当v>时小球受到的弹力必然是向下的，管的内壁上侧对小球有竖直向下指向圆心的压力，其大小随速度的增大而增大；当v<时小球受到的弹力必然是向上的，管的内壁下侧对小球有竖直向上的支持力FN，大小随速度的增大而减小，其取值范围是mg>FN>0.这表明，物体在最高点时速度可以为零，此时，管的内壁下侧对小球有竖直向上的支持力FN，其大小等于小球重力，即FN＝mg；当v＝　　时物体受到的弹力恰好为零．10当弹力大小Fmg时，向心力只有一解：F＋mg；当弹力F＝mg时，向心

5、力等于零．11►深化拓展◄向心加速度是由于速度方向变化而引起的速度矢量的变化率．速度方向变化是向心加速度存在的前提条件，但向心加速度的大小并不简单地表示速度方向变化的快慢，确切地说：当半径一定时，向心加速度的大小反映了速度方向变化的快慢；当线速度一定时，向心加速度的大小正比于速度方向变化的快慢．12题型一　圆周运动中各物理量的关系图213A．a点与b点的线速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与d点的向心加速度大小相等[分析]此题综合考查相关联物体在圆周运动问题中的线速度、角速

6、度、向心加速度的大小关系，关键要抓住两点，一是皮带传动不打滑时，轮缘上各点的线速度大小相等；二是同一转动物体上各点角速度相同，进而确定其他关系．14[解析]选项诊断结论Avc＝2rω，vb＝rω，所以vc＝2vb，又va＝vc，所以va＝2vb×Bva＝rωa，vb＝rωb，由va＝2vb得ωa＝2ωb×Ca、c是皮带连接的两轮边缘上的点，线速度大小相等√D设a点线速度为v，则c点线速度也为v，对c点，v＝2rω，对d点，vd＝4rω＝2v，aa＝，ad＝，故a点与d点的向心加速度大小相等√[答案]CD15题后反思

7、：相关联物体的圆周运动问题，抓住以下两点：(1)固定在一起共轴转动的物体上各点的角速度相等．(2)不打滑的摩擦传动，皮带轮传动的两轮边缘上各点的线速度大小相等．16图3如图3所示，某种变速自行车有六个飞轮和三个链轮，链轮和飞轮的齿数如下表所示．前后轮直径为660mm，人骑自行车行进速度为4m/s时，脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小值约为()17A.1.9rad/sB．3.8rad/sC．6.5rad/sD．7.1rad/s名称链轮飞轮齿数N/个4838281516182124281819故ω3＝rad/s＝3.75r

8、ad/s≈3.8rad/s.答案：B20题型二　向心力的分析和计算[例2]小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图4中的θ(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角)与线速度v、周期T的关系．(小球的半径远小于R)图42122题后反思：应用向心力公式解题的步骤1．确定研究对象，确定轨道平面和圆心位置从而确定向心力的方