第4章 第3讲 匀速圆周运动.ppt

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1、第3讲匀速圆周运动一、匀速圆周运动(匀速率圆周运动简称)1．特点：匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，因此它的角速度大小、周期和频率都是恒定不变的，物体受到的合外力　全部　提供向心力．2．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.二、描述匀速圆周运动的物理量1．线速度(1)物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.(2)方向：质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向．(3)大小：v＝s/t(s是t时间内通过的弧长)．2．角速度(1)物理意义：描述质点绕圆心转动的　快慢.(2)大小：ω＝φ/t

2、，φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度．3．周期T，频率f做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期．做匀速圆周运动的物体单位时间内绕圆心转过的圈数，叫做频率．一、圆周运动各量关系的理解和运用问题：圆周运动各物理量之间存在怎样的关系？例1：如图4－3－1所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比、线速度之比和向心加速度之比．解析：A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边

3、缘的线速度大小相等，即：va＝vb或va∶vb＝1∶1由v＝ωr得：ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两轮的角速度相同，即ωb＝ωc或ωb∶ωc＝1∶1由v＝ωr得：vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2所以：ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2va∶vb∶vc＝1∶1∶2因为a＝vω，所以aa∶ab∶ac＝1∶2∶4二、静摩擦力作用的圆周运动问题：静摩擦力在圆周运动中有怎样的特点？如何处理此类问题？解答：静摩擦力的特点是根据物体运动状态的变化而改变大小，变化方向．有人称其为“适应性”．由于静

4、摩擦力这一特性的存在就会导致临界问题出现．处理这类问题的关键是分析出静摩擦力的变化，从而结合其他力分析出向心力的变化，以确定圆周运动的其他物理量的变化．例2：如图4－3－2所示，用细绳一端系着的质量为M＝0.6kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m＝0.3kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2m.若A与转盘间的最大静摩擦力为f＝2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围．(取g＝10m/s2，保留两位有效数字)点评：解决这类临界问题的方法，主要是采用极

5、限法分析，将临界点凸显出来，找到临界条件．警示：做匀速圆周运动的物体，受到的合外力的方向一定沿半径指向圆心(向心力)．1.(多选)如图4－3－3所示，一小物块以大小为v＝2m/s的线速度做匀速圆周运动，半径R＝1m，则下列说法正确的是()AD2.(单选)如图4－3－4所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为()A3.(多选)如图4－3－5所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B、C处物块的质

6、量均为m，A处物块的质量为2m；A、B与轴O的距离均为r，C到轴O的距离为2r，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是()A．C处物块的向心加速度最大B．B处物块受到的静摩擦力最小C．当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块D．当转速继续增大时，最后滑动起来的是A处的物块解析：三个物体的角速度相等，C处物块的半径最大，所以加速度最大；摩擦力提供向心力，B处物块受到的静摩擦力最小；根据μmg＝mRω2可以判断出当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块，A、B两处的物块同时

7、滑动起来．答案：ABC4.(多选)如图4－3－6所示，是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器．球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，mP＝2mQ，当整个装置以角速度ω匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，此时()A．两球受到的向心力大小相等B．P球受到向心力大于Q球受到的向心力C．RP一定等于RQ/2D．当ω增大时，P球将向外运动AC