高三物理匀速圆周运动；万有引力定律鲁教版知识精讲.doc

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1、高三物理匀速圆周运动；万有引力定律鲁教版【本讲教育信息】一.教学内容：匀速圆周运动；万有引力定律匀速圆周运动一、描述圆周运动的物理量1.线速度：做匀速圆周运动的物体所通过的弧长与所用的时间的比值。（1）物理意义：描述质点沿切线方向运动的快慢。（2）方向：某点线速度方向沿圆弧该点切线方向。（3）大小：v=s/t说明：线速度是物体做圆周运动的即时速度2.角速度：做匀速圆周运动的物体，连接物体与圆心的半径转过的圆心角与所用的时间的比值。（1）物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢.（2）大小：ω＝φ/t（rad／s）3.周期T，频率f：做圆周运动的物体一周所用的时间叫周期.

2、做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，叫做频率，也叫转速.4.v、ω、T、f的关系T＝1/f，ω＝2π/T=2πf，v＝2πr/T＝2πrf=ωr.T、f、ω三个量中任一个确定，其余两个也就确定了.但v还和半径r有关.5.向心加速度（1）物理意义：描述线速度方向改变的快慢（2）大小：a=v2/r=ω2r=4π2f2r=4π2r/T2=ωv，（3）方向：总是指向圆心，方向时刻在变化.不论a的大小是否变化，a都是个变加速度。（4）注意：a与r是成正比还是反比，要看前提条件，若ω相同，a与r成正比；若v相同，a与r成反比；若是r相同，a与ω2成正比，与v2也

3、成正比.6.向心力（1）作用：产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变速度的大小.因此，向心力对做圆周运动的物体不做功.（2）大小：F＝ma＝mv2/r＝mω2r=m4π2f2r=m4π2r/T2=mωv（3）方向：总是沿半径指向圆心，时刻在变化.即向心力是个变力.说明：向心力是按效果命名的力，不是某种性质的力，因此，向心力可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，要根据物体受力的实际情况判定。二、匀速圆周运动1.特点：线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的。2.性质：是速度大小不变而速度方向时刻在变的变

4、速曲线运动，并且是加速度大小不变、方向时刻变化的变加速曲线运动。3.加速度和向心力：由于匀速圆周运动仅是速度方向变化而速度大小不变，故仅存在向心加速度，因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受外力的合力。4.质点做匀速圆周运动的条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。三、变速圆周运动（非匀速圆周运动）变速圆周运动的物体，不仅线速度大小、方向时刻在改变，而且加速度的大小、方向也时刻在改变，是变加速曲线运动（注：匀速圆周运动也是变加速运动）。变速圆周运动的合力一般不指向圆心，变速圆周运动所受的合外力产生两个效果。1.半径方向的分力：产生向心加速度而改变速

5、度方向。2.切线方向的分力：产生切线方向加速度而改变速度大小。故利用公式求圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小，必须用该点的瞬时速度值。四、圆周运动解题思路1.灵活、正确地运用公式ΣFn＝man=mv2/r＝mω2r＝m4π2r/T2＝m4π2fr；2.正确地分析物体的受力情况，找出向心力.五、典型例题1.线速度、角速度、向心加速度大小的比较在分析传动装置的各物理量时。要抓住不等量和相等量的关系。同轴的各点角速度ω和n相等，而线速度v＝ωr与半径r成正比。在不考虑皮带打滑的情况下。传动皮带与皮带连接的两轮边缘的各点线速度大小相等，而角速度ω＝v/r与半径r成反比

6、。例1.对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是A.A轮带动B轮沿逆时针方向旋转。B.B轮带动A轮沿逆时针方向旋转。C.C轮带动D轮沿顺时针方向旋转。D.D轮带动C轮沿顺时针方向旋转。答案：BD2.圆周运动的临界问题例2.如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的摩擦系数相同，当盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，则两个物体的运动情况是（）A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A

7、发生滑动，离圆盘圆心越来越远解析：当转速很小时，B、A两物只靠自身的静摩擦力即可提供各自所需的向心力，绳子张力为零；随着转速的不断增加，A物体所需向心力一直大于B物所需的向心力，当A物所受的最大静摩擦力越过自身所需向心力时，绳子出现张力；当达到A、B整体刚要滑出圆盘时，A、B两物均受到最大静摩擦力作用。此时对A物，静摩擦力与拉力之和提供向心力对B物，静摩擦力与拉力之差提供向心力。当烧断细线时，B物所受静摩擦力因为是被动力而变小，仍在原圆周做圆周运动。A物所受静摩擦力小于它所需要的向心力，故A做逐步离开圆心的圆周运动。故选（D）。说明：对静摩擦力（包括最大静摩擦力）

8、分析，一直