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第2讲 圆周运动及其应用.doc

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1第 2 讲 圆周运动及其应用★考情直播1.考纲要求考纲内容 能力要求 考向定位1.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度2.匀速圆周运动的向心力3.离心现象1.了解线速度、角速度、周期、频率、转速等概念。理解向心力及向心加速度。2.能结合生活中的圆周运动实例熟练应用向心力和向心加速度处理问题。3.能正确处理竖直平面内的圆周运动。4.知道什么是离心现象,了解其应用及危害。会分析相关现象的受力特点。考纲对本讲知识点中的匀速圆周运动的向心力为Ⅱ级要求,其它考点均只作Ⅰ级要求,其中离心现象是新考纲增加的考点.考纲实际上突出了对受力分析的要求,因为客观的受力分析能够体现出实事求是的科学态度,这与新课标的情感、态度、价值观的目标是一脉相承的.2.考点整合考点 1 描述圆周运动的物理量1.线速度①定义:质点做圆周运动通过的弧长 S 与通过这段弧长所用时间 t 的 叫做圆周运动的线速度.②线速度的公式为 ,③方向为 .作匀速圆周运动的物体的速度、方向时刻在变化,因此匀速圆周运动是一种 运动.2.角速度①定义:用连接物体和圆心的半径转过的角度 θ 跟转过这个角度所用时间 t 的 叫做角速度.②公式为 ,单位是 .3.周期①定义:做匀速圆周运动的物体运动 的时间,称为周期.②公式: 4.描述匀速圆周运动的各物理量的关系①.角速度 ω 与周期的关系是: ②.角速度和线速度的关系是: ③.周期与频率的关系是: ;④.向心加速度与以上各运动学物理量之间的关系: 5.描述圆周运动的力学物理量是向心力(F 向 ) ,它的作用是 .描述圆周运动的运动学物理量和力学物理量之间的关系是: .[例1]图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为 r, A 是它边缘上的一点.左侧是一轮轴,大轮的半径为 4r,小轮的半径为 2r.B 点在小轮上,它到小轮中心的距离为 r.C 点和D 点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中,皮带不打滑.则( )A.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2C.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[解析] A 点与 B 点既不共轴也不在同一皮带上,故线速度、角速度大小均不相等.A 与 C 同皮带线速度大小相等, ,结合 得 ,再根据 及CAvrCA2CD可得 .ra2DAa【答案】C、D[规律总结] 在分析传送带或边缘接触问题时,要抓入的关系是:同转轴的各点角速度相同,而同一皮带(不打滑时)或相吻合的两轮边缘的线速度相同.当分析既不同轴又不同皮带的问题时,往往需要找一个联系轴与皮带的中介点作为桥梁.考点 2 匀速圆周运动、离心现象1.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的 相等,这种运动就叫做匀速成圆周运动。2.向心力:做匀速圆周运动的物体所受到的始终指向圆心的合力,叫做向心力。向心力只能改变速度的 ,不能改变速度的 。向心力的表达式为: 3.向心力始终沿半径指向圆心, 是分析向心力的关键,而圆周运动的圆心一定和物体做圆周运动的轨道在 .例如沿光滑半球内壁在水平面上做圆周运动的物体,匀速圆周运动的圆心在与小球同一水平面上的 O´而不在球心 O 点(如图 1) .4.离心现象:做匀速圆周运动的物体,在合外力突然 ,或者 物体做圆周运动所需要的向心力时,即: .物体将做 rvmF2,这种现象叫做离心现象.[特别提醒]:向心力是根据效果来命名的一种力,而不是与重力、弹力、摩擦力相并列的另外一种性质的力.因此,在分析圆周运动的质点的受力情况时,只能分析性质力(如重力、弹力) ,绝不可把向心力再分析进去.[例 2] 如图 3 所示,水平的木板 B 托着木块 A 一起在竖直平面内做匀速圆周运动,从水平位置 a 沿逆时针方向运动到最高点 b 的过程中( )A.B 对 A 的支持力越来越大B.B 对 A 的支持力越来越小C.B 对 A 的摩擦力越来越大D.B 对 A 的摩擦力越来越小[解析] 以 A 为研究对象,由于其做匀速圆周运动,故合外力提供向心力.在水平位置 a 点时,向心力水平向左,由 B 对它的静摩擦力提供,;重力与 B 对它的支持力平衡,即 .在最高点 b 时,向心力竖直向下,rmf2 mgN由重力与 B 对它的支持力的合力提供, ,此时 .由此可见, B 对 A 的r20f支持力越来越小,B 对 A 的摩擦力越来越小.故选 B、D.【答案】B、D[规律总结] 圆周运动中的向心力分析,往往是解决问题的关键.向心力的来源及作
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