《世纪金榜》PPT课件圆周运动.ppt
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第3讲圆周运动及其应用【知识梳理知识梳理】知识点知识点11匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度度1.1.匀速圆周运动匀速圆周运动:
（1）
（1）定义定义:
_:
_的圆周运动。
的圆周运动。
（2）
（2）性质性质:
加速度大小加速度大小_,_,方向总是指向方向总是指向_的变加的变加速曲线运动。
速曲线运动。
线速度大小不变线速度大小不变不变不变圆心圆心2.2.描述匀速描述匀速圆周运周运动的物理量的物理量:
定定义、意、意义公式、公式、单位位线速速度度
（1）
（1）描述做描述做圆周运周运动的物体的物体_的物理量的物理量（v）（v）
（2）
（2）是矢量是矢量,方向和半径垂方向和半径垂直直,和和圆周周_
（1）v=_
（1）v=_
（2）
（2）单位位:
_:
_运运动快慢快慢相切相切m/sm/s定定义、意、意义公式、公式、单位位角角速速度度描述物体描述物体绕圆心心_的物理量的物理量（）（）
（1）=_
（1）=_
（2）
（2）单位位:
_:
_转动快慢快慢rad/srad/s定定义、意、意义公式、公式、单位位周期周期和和转速速
（1）
（1）周期是物体沿周期是物体沿圆周运周运动_的的时间（T）（T）
（2）
（2）转速是物体在速是物体在单位位时间内内转过的的_（n）,_（n）,也叫也叫频率率（f）（f）
（1）T=_=_,
（1）T=_=_,单位位:
_:
_
（2）n
（2）n的的单位位:
_:
_、r/minr/min（3）f（3）f的的单位位:
_,f=_:
_,f=_一圈一圈圈数圈数ssr/sr/sHzHz定定义、意、意义公式、公式、单位位向心向心加速加速度度
（1）
（1）描述描述_的物理量的物理量（a（ann）
（2）
（2）方向指向方向指向_
（1）a
（1）ann=_=_=_=_
（2）
（2）单位位:
_:
_速度方向速度方向变化快慢化快慢圆心心22rrm/sm/s22【直直观解解读】如如图所示所示,B,B和和CC是一是一组塔塔轮,A,A轮与与BB轮紧靠在一起靠在一起,a,a、bb、cc分分别是是AA、BB、CC轮缘上的点上的点,且且RRAA=R=RCCR”“”“知识点知识点22匀速圆周运动的向心力匀速圆周运动的向心力1.1.作用效果作用效果:
产生向心加速度产生向心加速度,只改变只改变_,_,不改变不改变_。
2.2.大小大小:
F=_=mr:
F=_=mr22=_=_=mvmv=m=m4422ff22rr。
3.3.方向方向:
始终沿半径指向始终沿半径指向_。
4.4.来源来源:
向心力可以由一个力提供向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的也可以由几个力的_提供提供,还可以由一个力的还可以由一个力的_提供。
提供。
线速度的方向线速度的方向线速度的大小线速度的大小圆心圆心合力合力分力分力【直直观解解读】如如图所示所示,摩托摩托车在水平面在水平面内以速度内以速度vv转弯弯,转弯半径弯半径为r,r,则静摩擦力提供向心力。
静摩擦力提供向心力。
方程方程:
_:
_。
知识点知识点33离心现象离心现象1.1.定义定义:
做做_的物体的物体,在所受合外力突然消失或在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需不足以提供圆周运动所需_的情况下的情况下,所做的沿所做的沿切线飞出或逐渐远离圆心的运动现象。
切线飞出或逐渐远离圆心的运动现象。
2.2.受力特点受力特点:
圆周运动圆周运动向心力向心力
（1）
（1）当当FFnn=m=m22rr时时,物体做物体做_运动。
运动。
（2）
（2）当当FFnn=0=0时时,物体沿物体沿_方向飞出。
方向飞出。
（3）（3）当当FFnnmmm22rr时时,物体将逐渐物体将逐渐_圆心圆心,做近心运动。
做近心运动。
匀速圆周匀速圆周切线切线远离远离靠近靠近【易错辨析易错辨析】
（1）
（1）匀速圆周运动是匀加速曲线运动。
匀速圆周运动是匀加速曲线运动。
（）
（2）
（2）做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的。
做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的。
（）（3）（3）做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比。
做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比。
（）（4）（4）做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比。
做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比。
（）（5）（5）随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用。
力的作用。
（）（6）（6）做圆周运动的物体所受合外力突然消失做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动。
圆周切线方向做匀速直线运动。
（）提示提示:
（1）
（1）。
匀速圆周运动的加速度方向时刻变化。
匀速圆周运动的加速度方向时刻变化,其其运动为变加速曲线运动。
运动为变加速曲线运动。
（2）
（2）。
做匀速圆周运动的物体所受合外力大小不变。
做匀速圆周运动的物体所受合外力大小不变,方向时刻变化方向时刻变化,为变力。
为变力。
（3）（3）。
由。
由a=a=可知可知,只有当线速度一定时只有当线速度一定时,做匀速圆做匀速圆周运动的物体向心加速度才与半径成反比。
周运动的物体向心加速度才与半径成反比。
（4）（4）。
由。
由=2n=2n可知可知,做匀速圆周运动的物体角速度做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比。
与转速成正比。
（5）（5）。
物体受重力、支持力和摩擦力作用。
物体受重力、支持力和摩擦力作用,向心力为向心力为其所受的合外力。
其所受的合外力。
（6）（6）。
做圆周运动的物体所受合外力突然消失。
做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体物体将沿圆周切线方向飞出将沿圆周切线方向飞出,做匀速直线运动。
做匀速直线运动。
【核心要素精讲核心要素精讲】1.1.匀速圆周运动各物理量间的关系匀速圆周运动各物理量间的关系:
考点考点11匀速匀速圆周运周运动的运的运动学分析学分析2.2.对公式对公式v=v=rr的理解的理解:
（1）
（1）当当rr一定时一定时,v,v与与成正比。
成正比。
（2）
（2）当当一定时一定时,v,v与与rr成正比。
成正比。
（3）（3）当当vv一定时一定时,与与rr成反比。
成反比。
3.3.对对a=a=22rr的理解的理解:
（1）
（1）当当vv一定时一定时,a,a与与rr成反比。
成反比。
（2）
（2）当当一定时一定时,a,a与与rr成正比。
成正比。
【高考命题探究高考命题探究】【典例典例11】（2017（2017黄山模拟黄山模拟）在汽车无级变速器中在汽车无级变速器中,存存在如图所示的装置在如图所示的装置,A,A是与是与BB同轴相连的齿轮同轴相连的齿轮,C,C是与是与DD同同轴相连的齿轮轴相连的齿轮,A,A、CC、MM为相互咬合的齿轮。
已知齿轮为相互咬合的齿轮。
已知齿轮AA、CC规格相同规格相同,半径为半径为R,R,齿轮齿轮BB、DD规格也相同规格也相同,半径为半径为1.5R,1.5R,齿轮齿轮MM的半径为的半径为0.9R0.9R。
当齿轮。
当齿轮MM如图方向转动时如图方向转动时世纪金榜导学号世纪金榜导学号42722086（42722086（）A.A.齿轮齿轮DD和齿轮和齿轮BB的转动方向相反的转动方向相反B.B.齿轮齿轮DD和齿轮和齿轮AA的转动周期之比为的转动周期之比为3232C.C.齿轮齿轮MM和齿轮和齿轮CC的角速度大小之比为的角速度大小之比为910910D.D.齿轮齿轮MM和齿轮和齿轮BB边缘某点的线速度大小之比为边缘某点的线速度大小之比为2323【解析解析】选选DD。
AA、MM、CC三个紧密咬合的齿轮是同缘传三个紧密咬合的齿轮是同缘传动动,因为因为MM顺时针转动顺时针转动,故故AA逆时针转动逆时针转动,C,C逆时针转动逆时针转动,又又AA、BB同轴转动同轴转动,C,C、DD同轴转动同轴转动,所以齿轮所以齿轮DD和齿轮和齿轮BB的转的转动方向相同动方向相同,故故AA错误错误;A;A、MM、CC三个紧密咬合的齿轮是三个紧密咬合的齿轮是同缘传动同缘传动,边缘线速度大小相同边缘线速度大小相同,齿轮齿轮AA、CC规格相同规格相同,半半径为径为R,R,根据根据v=v=rr得得,A,A、CC转动的角速度相同转动的角速度相同,C,C、DD同轴同轴转动转动,角速度相同角速度相同,所以齿轮所以齿轮DD和齿轮和齿轮AA的转动角速度相的转动角速度相同同,周期相同周期相同,故故BB错误错误;A;A、MM、CC边缘线速度大小相同边缘线速度大小相同,根据根据v=v=rr得得故故CC错误错误;AA与与BB是同轴相连的齿轮是同轴相连的齿轮,故故AA=BB,所以所以根据根据v=v=rr得得故故DD正确。
正确。
【感悟提高感悟提高】
（1）
（1）特点特点:
本题属于匀速圆周运动的运动学分析。
本题属于匀速圆周运动的运动学分析。
（2）
（2）方法方法:
解答本题应用了齿轮咬合传动和同轴转动的解答本题应用了齿轮咬合传动和同轴转动的相关知识。
齿轮咬合传动相关知识。
齿轮咬合传动属于同缘传动属于同缘传动,边缘边缘_大大小相同小相同;同轴转动的各点同轴转动的各点_相同相同。
线速度线速度角速度角速度【强化训练强化训练】1.（20171.（2017广州模拟广州模拟）正在以速度正在以速度vv匀速行驶的汽车匀速行驶的汽车,车车轮的直径为轮的直径为d,d,则车轮的转动周期为则车轮的转动周期为（）【解析解析】选选CC。
根据几何关系可知。
根据几何关系可知,车轮转一周车轮转一周,车向前车向前的距离是车轮的一个周长的距离是车轮的一个周长,即即vTvT=2=2r=r=dd,所以所以T=T=故选项故选项CC正确。
正确。
2.（2.（多选多选）如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机电机,它是由两个大小相等直径约为它是由两个大小相等直径约为30cm30cm的感应玻璃盘的感应玻璃盘起电的起电的,其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接如图乙所示如图乙所示,现玻璃盘以现玻璃盘以100r/min100r/min的转速旋转的转速旋转,已知主已知主动轮的半径约为动轮的半径约为8cm,8cm,从动轮的半径约为从动轮的半径约为2cm,P2cm,P和和QQ是玻是玻璃盘边缘上的两点璃盘边缘上的两点,若转动时皮带不打滑若转动时皮带不打滑,下列说法正下列说法正确的是确的是（）A.PA.P、QQ的线速度相同的线速度相同B.B.玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反C.PC.P点的线速度大小约为点的线速度大小约为1.6m/s1.6m/sD.D.摇把的转速约为摇把的转速约为400r/min400r/min【解析解析】选选BB、CC。
由于线速度的方向沿曲线的切线方。
由于线速度的方向沿曲线的切线方向向,由图可知由图可知,P,P、QQ两点的线速度的方向一定不同两点的线速度的方向一定不同,故故AA错误错误;若主动轮做顺时针转动若主动轮做顺时针转动,从动轮通过皮带的摩擦从动轮通过皮带的摩擦力带动转动力带动转动,所以从动轮逆时针转动所以从动轮逆时针转动,所以玻璃盘的转所以玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反动方向与摇把转动方向相反,故故BB正确正确;玻璃盘的直径是玻璃盘的直径是30cm,30cm,转速是转速是100r/min,100r/min,所以线速度所以线速度v=v=rr=2n=2nr=2r=2m/sm/s=0.5=0.5m/sm/s1.6m/s,1.6m/s,故故CC正确正确;从动轮边从动轮边缘的线速度缘的线速度vvcc=rrcc=2=20.02m/s=0.02m/s=m/sm/s,由于主动轮的边缘各点的线速度与从动轮边由于主动轮的边缘各点的线速度与从动轮边缘各点的线速度的大小相等缘各点的线速度的大小相等,即即vvzz=vvcc,所以主动轮的转所以主动轮的转速速nnzz=25r/min,=25r/min,故故DD错误。
错误。
【加固加固训练】如如图所示所示,当正方形薄板当正方形薄板绕着着
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