第四章 曲线运动 第22课时　圆周运动　双基落实课学生用

第22课时圆周运动[双基落实课]现在有一种叫作“魔盘”的娱乐设施，如图所示。当“魔盘”转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当盘的速度逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越明显，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下。判断下列说法的正误：（1）人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其角速度是不变的。（）（2）人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其合外力是不变的。（）（3）人随“魔盘”一起做匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。（）（4）随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，人离“魔盘”中心越远，人运动得越快。（）（5）“魔盘”的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，这是人受沿半径向外的离心力作用的缘故。（）

考点一圆周运动的运动学问题[素养自修类]1.【皮带传动问题】（多选）如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等、直径约为30cm的感应玻璃盘起电的，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，玻璃盘以100r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8cm，从动轮的半径约为2cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是（）A.P、Q的线速度相同 B.玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反C.P点的线速度大小约为1.6m/s D.摇把的转速约为400r/min2.【齿轮传动问题】如图甲所示，修正带是通过两个齿轮相互咬合进行工作的，其原理可简化为如图乙所示的模型。A、B是大、小齿轮边缘上的两点，C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮半径的2倍，小轮中心到A点和大轮中心到C点的距离之比为2∶1，则A、B、C三点（）A.线速度大小之比为4∶4∶1 B.角速度之比为1∶1∶1C.转速之比为2∶2∶1 D.向心加速度大小之比为2∶1∶13.【同轴转动问题】如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的M、N两点做圆周运动，此时M点的角速度为ω，ON＝2OM＝2L，则（）A.M点的速度方向垂直于液压杆 B.N点的角速度为2ωC.两点的线速度大小关系为vN＝4vM D.N点的向心加速度大小为2ω2L1.匀速圆周运动各物理量间的关系2.常见的三类传动方式及特点（1）皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，与皮带接触的轮子边缘上各点的线速度大小相等，图甲中vA＝vC≠vB，图乙中vA＝vB≠vP＝vQ。（2）摩擦传动和齿轮传动：如图丙、丁所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。（3）同轴转动：如图戊、己、庚所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，即ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。考点二圆周运动的动力学问题[多维探究类]1.圆周运动向心力的理解（1）向心力是按力的作用效果命名的，可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质力提供，可以是某个力或某个力的分力，也可以是几个力的合力，在受力分析中要避免再添加一个向心力。（2）匀速圆周运动的合外力恰好全部提供向心力，即F向＝F合。（3）变速圆周运动的合外力与向心力的关系变速圆周运动的合外力方向一般不指向圆心（特例如竖直面内水流星最高点和最低点的合外力方向指向圆心），可以分解为如图所示的两个分力。（4）切向分力Ft：产生切向加速度at，只改变线速度的大小。当at与v同向时，速度增大，做加速圆周运动；反向时则速度减小，做减速圆周运动。（5）法向分力Fn：提供向心力，产生向心加速度an，只改变线速度的方向。2.解答圆周运动的动力学问题的基本思路【典例】（多选）杭州游乐园有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示，已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）A.模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力B.旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直C.旋臂对模型飞机的作用力大小为mgD.若夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大听课记录1.【车辆转弯问题】（多选）列车转弯时的受力分析如图所示，铁路转弯处的圆弧半径为R，两铁轨之间的距离为d，内外轨的高度差为h，铁轨平面和水平面间的夹角为α（α很小，可近似认为tanα≈sinα），重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.列车转弯时受到重力、支持力和向心力的作用B.列车过转弯处的速度v＝gRhd时，C.列车过转弯处的速度v＜gRhd时，D.若增大α角，可提高列车安全过转弯处的速度2.【离心运动问题】在玻璃管中放一个乒乓球后注满水，然后用软木塞封住管口，将此玻璃管固定在转盘上，管口置于转盘转轴处，玻璃管处于静止状态。当转盘在水平面内转动时，如图所示，则乒乓球会（球直径比管直径略小）（）A.向管底运动 B.向管口运动C.保持不动 D.无法判断3.【圆锥摆运动】四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接C、D的绳与竖直方向之