教学第3单元圆周运动课件

第三单元圆周运动第三单元圆周运动核心考点导学核心考点导学师说：处理圆周运动问题，首先确定圆心位置和圆轨道平面，其次要认真分析向心力的来源，再次要把握匀速圆周运动合外力充当向心力，变速圆周运动是沿半径方向的合外力充当向心力，方程式实质仍是牛顿第二定律的应用式.

第4章第3单元圆周运动课件描述圆周运动的常用物理量有：线速度、角速度、周期、转速、向心加速度等．各物理量定义及关系见下表：运动快慢m/s描述圆周运动的常用物理量有：线速度、角速度、周期、转速、向心转动转动快慢一周rad/ss－1r/sr/min圈数

转动转动快慢一周rad/ss－1r/sr/min圈数方向快慢指向圆心向心加速度方向大小指向圆心rω2πrfrω2mrω2rω2方向快慢指向圆心向心加速度方向大小指向圆心rω2πrfrω2第4章第3单元圆周运动课件2．两种基本的传动装置(1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；(2)皮带传动：不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等．说明：高中阶段所接触的传动主要有：(1)皮带传动(线速度大小相等)；(2)同轴传动(角速度相等)；(3)齿轮传动(线速度大小相等)；(4)摩擦传动(线速度大小相等)．2．两种基本的传动装置3．用动力学方法解决圆周运动中的问题(1)向心力的来源：向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．(2)向心力的确定：①确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．②分析物体的受力情况，找出所有的力，沿半径方向指向圆心的合力就是向心力．3．用动力学方法解决圆周运动中的问题(3)解决圆周运动问题的主要步骤：①审清题意，确定研究对象；②分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；③分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；④根据牛顿运动定律及向心力公式列方程；⑤求解、讨论．第4章第3单元圆周运动课件1．如图所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是(

)1．如图所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的答案：BC答案：BC匀速圆周运动变速圆周运动运动特点线速度的

不变，角速度、周期和频率都

，向心加速度的大小不变线速度的

都变，角速度变，向心加速度的大小、方向都变．周期可能变也可能不变大小不变大小、方向匀速圆周运动变速圆周运动运动线速度的匀速圆周运动变速圆周运动受力特点所受到的_______________，大小不变，方向变，其方向时刻_________所受到的

，合力产生两个效果：①半径方向的分力Fn即向心力，它改变_____________；②切线方向的分力FT，它改变速度的_______运动性质

曲线运动(加速度大小不变，方向变化)变加速曲线运动(加速度大小、方向都变化)合力为向心力指向圆心合力不指向圆心速度的方向大小变加速匀速圆周运动变速圆周运动受力所受到的________所受到的竖直面内圆周运动及临界问题物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语，常有以下两种模型.第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件答案：C答案：C1．向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的力，可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是

或_________________．几个力的合力某个力的分力1．向心力的来源几个力的合力某个力的分力下表中是几种常见向心力来源示意图运动模型向心力的来源示意图飞机在水平面内做圆周运动圆锥摆下表中是几种常见向心力来源示意图运动模型向心力的来源示意图飞运动模型向心力的来源示意图飞车走壁水平路面汽车转弯水平转台运动模型向心力的来源示意图飞车走壁水平路面汽车转弯水平转台无论匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径指向圆心的合力均为向心力．无论匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径指向圆心的合力均为第4章第3单元圆周运动课件②火车拐弯设火车车轨间距为L，两轨高度差为h，火车转弯半径为R，火车质量为M，如图所示．②火车拐弯(2)汽车过桥问题(2)汽车过桥问题第4章第3单元圆周运动课件2．匀速圆周运动、离心运动、近心运动比较匀速圆周运动

离心运动近心运动受力特点合外力等于做圆周运动所需的_______合外力

或者不足以提供圆周运动所需的向心力合外力

做圆周运动所需的向心力图示力学方程F＝mRω2F<mRω2(或F＝0)F>mRω2向心力突然消失大于2．匀速圆周运动、离心运动、近心运动比较匀速圆周运动离心运3．铁路转弯处的弯道半径r是由地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道处的行驶速率．下面表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的内外轨道的高度差h.(g取10m/s2)弯道半径r/m660330220165132110内外轨高度差h/mm501001502002503003．铁路转弯处的弯道半径r是由地形决定的．弯道处要求外轨比内(1)根据表中数据，试导出h和r的关系表达式，并求出当r＝440m时，h的设计值；(2)铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L＝1435mm，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率v(以km/h为单位，结果取整数)．(设轨倾角θ很小时，tanθ≈sinθ)(1)根据表中数据，试导出h和r的关系表达式，并求出当r＝4第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件考向案例研究考向案例研究例1

[2013·上海模拟]小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度．他的设想是：通过计算脚踏板转动的角速度，推算自行车的骑行速度．经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内脚踏板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度ω＝________；要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有__________________________________________；自行车骑行速度的计算公式v＝________.第4章第3单元圆周运动课件(一)解读审题视角解答本题时应注意以下两点关键点(1)明确描述圆周运动的运动学参量之间的关系．(2)找出与主动轮和从动轮相关联的物理量．第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件(五)同类跟踪训练1．如图所示，A、B是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为RA＝2RB，则两轮边缘上的(

)A．角速度之比ωA∶ωB＝2∶1B．周期之比TA∶TB＝1∶2C．转速之比nA∶nB＝1∶2D．向心加速度之比aA∶aB＝2∶1(五)同类跟踪训练[答案]

C[答案]C例2

[2012·福建高考]如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R＝0.5m，离水平地面的高度H＝0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s＝0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0.(2)物块与转台间的动摩擦因数μ.第4章第3单元圆周运动课件(一)解读审题视角解答本题时应明确以下两点：关键点：(1)应理解把握好“转台边缘”与“恰好滑离”的含义．(2)临界问题是静摩擦力达到最大值．

第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件(三)一语道破天机解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意，确定研究对象正确受力分析；(2)确定圆周运动的平面和向心力的来源；(3)根据牛顿第二定律和圆周运动的相关公式求解．第4章第3单元圆周运动课件(四)同类跟踪训练2．[广东卷]有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ，不计钢绳的重力，求转盘 转动的角速度ω与夹角θ的关系．(四)同类跟踪训练第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.(2)绳能承受的最大拉力是多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？第4章第3单元圆周运动课件(一)解读审题视角解答本题时应注意以下两点：关键点：(1)明确小球参与了几个阶段的运动，各运动之间通过哪些物理量衔接．(2)会结合数学知识求解水平距离的最大值．第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件(三)同类跟踪训练3．在半径为R的水平圆板中心轴正上方高为h处，水平抛出一小球，圆板匀速转动．当圆板半径OA与初速度方向一致时开始抛出，如图所示，要使球与圆板只碰一次，且落点为A，则小球的初速度v0为多大？圆板转动的角速度为多大？(三)同类跟踪训练第4章第3单元圆周运动课件例4

[2012·广东理综，17]如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小．某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有(

)A．N小于滑块重力 B．N大于滑块重力C．N越大表明h越大 D．N越大表明h越小第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件(三)调用所学解题(BC)(四)一语道破天机①竖直面上的圆周运动，要正确列出最高点或最低点的牛顿第二定律方程．②注意能量关系的运用，它往往是解题的关键．(三)调用所学解题(BC)第4章第3单元圆周运动课件第4章第3单元圆周运动课件[答案]

(1)16N方向向上(2)44N方向向下[答案](1)16N方向向上(2)44N单元精彩视窗单元精彩视窗【选题·典型秀】示例如图所示，两个水平放置的带电平行金属板的匀强电场中，一长为l的绝缘细线一端固定在O点，另一端拴着一个质量为m、带有一定电量的小球，小球原来静止，当给小球某一速度后，它可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，若两板间电压增大为原来的4倍，求：与“最低点”【选题·典型秀】与“最低点”(1)要使小球从C点开始在竖直平面内做圆周运动，开始至少要给小球多大的速度？(2)在运动过程中细线所受的最大拉力．第4章第3单元圆周运动课件[解析]

本题设计巧妙，属于典型的竖直平面内的等效重力问题．本题的物理情景不难想象：一条细线系带电小球在两板间原来的电场中做匀速圆周运动．后来两板间电压升高为原来的4倍，小球仍在竖直面内做圆周运动．这两种情况下相应的物理条件是不同的，必须注意正确地把它们转化为具体的物理条件．[解析]本题设计巧妙，属于典型的竖直平面内的等效重力问题．