2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第6章圆周运动复习课件

一、曲线运动1、曲线运动物体的运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动.适用范围：曲线运动是普遍的运动情形,小到围观世界、大到宏观世界.2、曲线运动的特点曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点（或某一时刻）的速度方向沿曲线在这一点的切线方向.vCABCvAvB第五章曲线运动

课时1曲线运动3、曲线运动的位移

4、物体做曲线运动的条件

从运动学的角度讲,物体的加速度方向跟速度的方向不在同一条直线上时,物体就做曲线运动；从动力学的角度讲,物体所受合力的方向跟速度的方向不在同一条直线上时,物体就做曲线运动.

说明：判断直线还是曲线运动关键看a与v是否同一直线；判断匀变速还是变加速关键看a是否恒定a恒定→匀变速曲线运动a变化→变加速曲线运动F合或

a跟v不在同一直线上a恒定→匀变速直线运动a变化→变加速直线运动F合或a跟v在同一直线上二、运动的合成与分解2、运动的合成与分解

包括位移、速度、加速度的合成与分解,由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成,而已知合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解.1、合运动与分运动

合运动就是物体的实际运动.一个运动也可以看作物体同时参与了几个运动,这几个运动就是物体实际运动的分运动,物体的实际运动(合运动)位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分运动的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度.3、合运动和分运动的关系

(1)等时性：合运动与分运动经历的时间相等.

(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响.

(3)等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果.4、运动的合成与分解的运算法则

运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们都是矢量,所以都遵循平行四边形定则．

(1)两分运动在同一直线上时,同向相加,反向相减．

(2)两分运动不在同一直线上时,按照平行四边形定则进行合成,如图所示：三、小船渡河问题分析

船在过河时,同时参与了两个运动,一是船随水沿河岸方向的运动,二是船本身相对水的运动.设一条河宽L,水流速度为v水,船在静水中的速度为v船,船的实际速度为v合.那么：

四、绳连物体的速度分解问题

指物拉绳(杆)或绳(杆)拉物问题.由于高中研究的绳都是不可伸长的,杆都是不可伸长和压缩的,即绳或杆的长度不会改变,所以解题原则是：把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)方向的两个分量,根据绳(杆)连物体沿绳(杆)方向的分速度大小相同求解.随堂训练1、船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2,为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为 (

)答案：C

2、一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m,水流速度为4m/s的河流中渡河,则(

)A．小船不可能到达正对岸B．小船渡河的时间不可能少于50sC．小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为200mD．小船以最短位移渡河时,位移大小为150m解析：小船在静水中的速度为3m/s,水流速度为4m/s,小船在静水中的速度小于水流速度,所以小船不能到达正对岸,其位移必大于150m,A正确,D错误；当船头垂直河岸运动时,分运动时间最短,合运动时间也最短,为50s,B正确；这时小船沿水流方向的位移大小为200m,C正确．答案：ABC3、如图所示,重物M沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m沿斜面升高,当滑轮右侧绳与竖直方向的夹角为θ时,知重物下滑的速度为u,求：此时小车的速度v是多少？答案：物体M下滑的速度是合运动的速度,且物体M和绳的端点的速度也是合速度u,其速度可以分解为沿绳子方向拉小车的速度v1和垂直于绳子方向的速度v2,如图15所示．由图可知：v＝v1＝ucosθ.一、抛体运动

1、定义：将物体以一定的速度将物体抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动.

2、几种抛体运动

斜上抛运动、斜下抛运动、平抛运动课时2平抛运动二、平抛运动

1、定义：将物体以一定的速度水平抛出,物体只在重力作用下的运动叫平抛运动.

2、平抛运动的运动性质

（1）从受力情况看

a）重力与速度方向有夹角,做曲线运动

b）水平方向不受力,做匀速直线运动

c）竖直方向只受重力,初速度为零,自由落体运动

因此,平抛运动是匀变速曲线运动.（2）实验验证

a）竖直方向自由落体运动

b）水平方向匀速直线运动3、平抛运动的基本规律第四节圆周运动一、圆周运动 在物理学中,把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动.二、匀速圆周运动

定义：物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动.1）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.2）定义：质点做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt

的比值叫做线速度.3）大小：4）单位：m/sv

=ΔtΔs5）方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向.1、线速度∆s三、描述圆周运动的物理量1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢.

2、定义：质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度.3、大小：4、单位：rad/s或s-1ω=ΔtΔθΔθ说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动.2、角速度转速周期频率定义符号单位物理意义关系物体在单位时间所转过的圈数nr/s或r/min描述物体做圆周运动的快慢

物体运动一周所用的时间物体在单位时间所转过的圈数TfsHz或s-1n=

f=T13、转速、周期、频率思考线速度、角速度与周期的关系？设物体做半径为r的匀速圆周运动：v=T2πr线速度与周期的关系：角速度与周期的关系：ω=T2π思考线速度与角速度的关系？设物体做半径为r的匀速圆周运动,在Δt内通过的弧长为Δs,半径转过的角度为Δθ由数学知识得Δs=rΔθv

===rωΔtΔsΔtrΔθv

=rω∆sΔθr四、常见传动从动装置a、皮带传动－线速度大小相等b、齿轮传动－线速度大小相等c、自行车钢条上离圆心不同远近的质点－角速度相等对自行车三轮转动的描述CBA(1)A、B的线速度相同(2)B、C的角速度相同随堂训练：1、一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时,下列说法中正确的是()A.轨道半径越大线速度越大B.轨道半径越大线速度越小C.轨道半径越大周期越大D.轨道半径越大周期越小解析由v=ωr,可知ω一定时,v与r成正比,A正确,B错误,2、一个大轮通过皮带带动小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是小轮半径的3倍,大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的1/3,大轮边缘上一点P,小轮边缘上一点Q,则vQ:vP:vS=________ωQ:ωP:ωS=__________

o1o2SPQ重要结论：①同一转盘上各点的角速度相等②同一皮带轮缘上各点的线速度相等3：3：13：1：13、如图所示皮带传动装置,皮带轮O1和O2上的三点A、B和C,O1A＝O2C＝r,O2B＝2r,则皮带传动时(皮带传动时不打滑),关于A、B、C三质点的运动情况是（）解析

O1、O2两轮通过皮带传动,且皮带不打滑则O1、O2两轮边缘的线速度大小相等,即vA＝vB．因为O1A<O2B,即rA<rB,由v=ωr可知ωA>ωB,B、C两点在同一个轮上,具有相同的角速度,即ωB=ωC

,而rB=2rC,所以由v=ω

r可知vB>vC,故A正确,选项B,C、D均错误．第五节向心加速度、向心力一、速度变化量速度的变化量△V是矢量还是标量?

如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上,如何表示速度的变化量△V?把我们在以前学过的两个矢量相加的三角形法则逆过来运用就可以得出两个不在同一直线上的矢量的相减．四、关于向心力的基本描述1.定义：做匀速圆周运动的合力始终指向圆心这个合力就叫做向心力.2.大小：3.方向：总指向圆心,与速度垂直,方向不断变化.4.作用效果：只改变速度的方向,不改变速度的大小.思考：向心力是按照性质还是按照作用效果命名的？②向心力通常由重力、弹力、摩擦力……中的某一个力,或者是某个力的分力,或几个力在半径方向的合力所提供.①向心力是根据力的作用效果来命名的,不是性质的力,(也可以说不是实际存在的力)受力分析时不要重复考虑.

五、向心力的来源：

课堂练习1、关于匀速圆周运动,下列说法正确的是（）A、匀速圆周运动是一种匀速运动B、匀速圆周运动是一种匀变速运动C、匀速圆周运动是一种变加速运动D、物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的大小CD2、分析下图中物体A、B、C的受力情况,并说明这些物体做圆周运动时向心力的来源.BωAωωCθA的向心力源自转盘对它的摩擦力B的向心力源自筒壁对它的压力C的向心力源自绳对它的拉力和它受到重力的合力NNGGGffT课堂小结一、向心力：⑴大小：⑵方向：沿半径指向圆心,是变力.⑶特点：F与V始终垂直,方向不断变化.⑷来源：重力、弹力、摩擦力或某个力的分力,或几个力在半径方向的合力所提供.或：F=mv2rF=mω2r二、向心加速度:⑴大小:

a=ω2r

或a=V2/r⑵方向:沿半径指向圆心,方向不断变化,是变加速运动.⑶物理意义:表示速度方向变化快慢的物理量.

第七节生活中的圆周运动一、铁路的弯道火车在轨道上运行

火车水平转弯时情况分析：由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力F提供向心力FF车轮介绍由上图知:

①此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.②外轨对轮缘的弹力提供向心力.③由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损害铁轨.mgFFxαα火车外轨高于内轨时车轮的受力情况由上图知:①说明此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的,而是斜向弯道的内侧.②此时支持里与重力的合力提供火车转弯所需的向心力.③转弯处要选择内外轨适当的高度差,使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持里FN来提供.这样外轨就不受轮缘的挤压了.二、拱型桥小车经过三种不同形式的桥

汽车在拱桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？步骤：①选汽车为研究对象.②对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力.

③上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下.

④建立关系式.

⑤又因支持力与压力是一对作用力与反作用力,所以,一辆质量ｍ＝2.0ｔ的小轿车,驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m／s2．求：（1）若桥面为凹形,汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?

（2）若桥面为凸形,汽车以10m／s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?

（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?课堂练习：解析：

（1）汽车通过凹形桥面最低点时,在水平方向受到牵引力F和阻力f．在竖直方向受到桥面向上的支持力N和向下的重力G＝mg的合力为N1-mg,这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力,即F向＝－ｍｇ由向心力公式有：解得桥面的支持力大小为:

根据牛顿第三定律,汽车对桥面最低点的压力大小是2.98×104N．

（2）汽车通过凸形桥面最高点时,在水平方向受到牵引力F和阻力ｆ在竖直方向受到竖直向下的重力G=ｍｇ和桥面向上的支持力N2,圆弧形轨道的圆心在汽车的下方,重力G=ｍｇ与支持力的合力为,这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力,即F向=ｍｇ-N2,由向心力公式有:

解得桥面的支持力大小为

根据牛顿第三定律,汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为l.78X104N（3）设汽车速度未知时,通过凸形桥面顶点时对桥面压力等于零.根据牛顿第三定律,这时桥面对汽车的支持力也为零,汽车在竖直方向只受到重力G作用,重力G=ｍｇ就是汽车驶过桥顶点时的向心力,即F向=mg,由向心力公式有解得：汽车以30m／s的速度通过桥面顶点时,对桥面刚好没有压力．三、航天器中的失重现象

以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例做些说明,当飞船距地面高度为一、二百千米时,它的轨道半径近似等于地球半径R,航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重,除此之外,他还可能受到飞船座舱对他的支持力FN,引力与支持力的合力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力.探究

此时,座舱对航天员的支持力FN=0,航天员处于失重状态.四、离心运动做圆周运动的物体一旦失去向心力