专题四 第3讲 圆周运动及其应用—2021届高三物理一轮高考总复习课件(共45张PPT)

第3讲 圆周运动及其应用 考点 1 描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量 快慢 转动快慢 项目 定义、意义 公式、单位 线速度 (1)描述做圆周运动的物体运动①______的物理量(v) (2)是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切 (1)v＝＝ (2)单位：m/s 角速度 (1)描述物体绕圆心②__________的物理量(ω) (2)中学不研究其方向 (1)ω＝＝ (2)单位：rad/s (续表) 一周 圈数 项目 定义、意义 公式、单位 周期和 转速 (1)周期是物体沿圆周运动③____________所用的时间(T) (2)转速是物体在单位时间内转过的④______(n)，也叫频率(f) (1)T＝＝，单位：s (2)n的单位：r/s、r/min (3)f＝，单位：Hz (续表) 快慢 方向 项目 定义、意义 公式、单位 向心 加速度 描述线速度方向变化的⑤________ 方向：指向圆心 (1)a＝＝rω2＝ωv＝ (2)单位：m/s2 向心力 (1)作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的⑥________，不改变线速度的大小 (2)方向指向圆心 (1)F＝mω2r＝m＝mr (2)单位：N (续表) 向心力是效果力，不是一种新性质的力，可由某 一性质的力(如重力、弹力、磁场力等)提供，也可由一个力的 分力或几个力的合力提供.受力分析时不要把向心力当作一个 独立的力来分析. 项目 定义、意义 公式、单位 相互 关系 (1)T＝；(2)ω＝＝2πf；(3)v＝rω＝r＝2πrf； (4)a＝＝rω2＝ωv＝＝4π2f2r； (5)F＝m＝mrω2＝mr＝mωv＝m·4π2f2r 考点 2 圆周运动及离心运动 1.匀速圆周运动与非匀速圆周运动 不变 项目 匀速圆周运动 非匀速圆周运动 定义 线速度的大小______的 圆周运动 线速度的大小不断变化的圆 周运动 运动 特点 F向、a向、v 均大小不变， 方向变化，ω不变 F向、a向、v 大小和方向均发 生变化，ω发生变化 向心力 F向＝F合 由 F合沿半径方向的分力提供 2.火车转弯运动的力学分析 外轨 内轨 重力 由于火车的质量比较大，火车拐弯时所需的向心力就很大. 如果铁轨内、外侧一样高，则外侧轮缘所受的压力很大，容易 损坏；实际运用中使 _________ 略高于 _________ ， 从而利用 ________和铁轨支持力的合力提供火车拐弯时所需的向心力. 3.离心运动 圆周切线方向 (1)本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着 ________________飞出去的倾向. (2)受力特点(如图 4-3-1 所示). 图 4-3-1 ①当 F＝________时，物体做匀速圆周运动. ②当 F＝0 时，物体沿__________飞出. ③当 F<________时，物体逐渐远离圆心，F 为实际提供的 向心力. mrω2 切线方向 mrω2 圆心 ④当 F>mrω2 时，物体逐渐向_______靠近，做向心运动. (1)物体做离心运动不是物体受到所谓离心力作 用，而是物体惯性的表现. (2)物体做离心运动时，并非沿半径方向飞出，而是运动半 径越来越大或沿切线方向飞出. 【基础自测】 1.A、B 两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它 们通过的弧长比 sA∶sB＝4∶3，转过的圆心角比θA∶θB＝3∶2. 则下列说法正确的是( ) A.它们的线速度比 vA∶vB＝3∶4 B.它们的角速度比ωA∶ωB＝2∶3 C.它们的周期比 TA∶TB＝2∶3 D.它们的周期比 TA∶TB＝3∶2 答案：C 2.甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为 1∶2， 转动半径之比为 1∶2，在相等时间里甲转过 60°，乙转过 45°， 则它们所受外力的合力之比为( ) A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 答案：C 解析：由ω＝得ω甲∶ω乙＝60°∶45°＝4∶3，由F＝mω2r得＝＝××＝，故C正确. 3.如图 4-3-2 所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随 圆筒一起转动而未滑动.当圆筒的角速度增大以后，物体仍然随 ) 圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是( A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B.物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C.物体所受弹力和摩擦力都减小了 D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 图 4-3-2 解析：物体随圆筒一起匀速转动时，受到三个力的作用： 重力 G、筒壁对它的弹力 FN 和筒壁对它的摩擦力 Ff(如图 D39 所示).其中 G 和 Ff 是一对平衡力，筒壁对它的弹力 FN 提供它做 匀速圆周运动的向心力.当圆筒