专题四 第3讲 匀速圆周运动及其应用—2021年高考总复习物理学科配套课件 (共55张PPT)

第3讲 匀速圆周运动及其应用 一、描述圆周运动的物理量 切线 rad/s 解析：由题图乙知，若v＝0，则F＝mg＝a.当F＝0时，v2＝b，则小球在最高点时，当F＝0，有：mg＝m＝m，联立解得R＝，故A正确；v2＝0时，根据牛顿第二定律得：mg－F＝m＝0，则F＝mg＝a，所以：g＝＝＝，故B正确；由题图乙可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2＝c时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；若v2＝2b时.由牛顿第二定律有 F＋mg＝m＝m，结合A项分析解得F＝mg＝a，故D正确. 3.周期和频率：运动一周所用的时间叫周期，用 T 表示； 质点在单位时间内绕圆心转过的圈数叫频率，用 f 表示. 4.向心力 圆心 圆心 大小 (1)做匀速圆周运动的物体，会受到指向________的合外力 作用，这个合外力叫做向心力. (2)向心力总是指向________，始终与线速度垂直，只改变 速度的方向而不改变速度的________. F＝mω2r ____________. (3)向心力的公式为_______________、_______________或 解析：当B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，可知B靠重力提供向心力，根据mg＝m得此时B的速度为 v＝，故B正确.由于A、B具有相同的角速度，B的速度不为零，则A的速度不为零，故A错误.球B在最高点时，球B对杆没有作用力，对A，由于A、B的角速度相等，则线速度之比为1∶2，可知此时A的线速度为v′＝，根据牛顿第二定律得：FA－mg＝m，解得：FA＝1.5mg，可知杆对水平轴的作用力为1.5mg，故D正确，C错误. B.小球通过A点时的速度大小为 C.小球通过C点时的速度大小为 5.向心加速度 (1)物理意义：描述某点线速度方向改变的快慢. (3)方向：总是指向________，与线速度方向垂直. 圆心 解析：小球在轨道内侧做圆周运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，故A正确；小球通过A点时有k＋mgsin θ＝m，解得小球通过A点时的速度大小vA＝，故B错误；小球从A点运动到C点的过程中，根据机械能守恒定律有：mv＋mg×2Rsin θ＝mv，解得小球通过C点时的速度大小为vC＝，故C正确；小球通过B点有：k＋ 6.各物理量间的关系 【基础检测】 1.(多选)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为 4 m/s， ) 转动周期为 2 s，则( A.角速度为 0.5 rad/s B.转速为 0.5 r/s D.加速度大小为 4π m/s2 答案：BCD NB＝m，小球从A点运动到B点的过程中，根据机械能守恒 定律有mv＋mgRsin θ＝mv，解得：NB＝3mgsin θ，根据牛 2.(多选)如图 4-3-1 所示，用长为 L 的细线悬挂一个质量为 m 的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，细线与竖直方向 的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为 g，则( ) 图 4-3-1 答案：AC 二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1.匀速圆周运动 (1)定义：线速度____________的圆周运动. (2)性质：向心加速度大小________，方向____________的 曲线运动. 大小不变 不变 指向圆心 圆心 (3)质点做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终 与速度方向垂直且指向__________. 2.非匀速圆周运动 (1)定义：线速度大小、方向均发生变化的圆周运动. (2)合力的作用 ①合力沿速度方向的分量 Ft 产生切向加速度，Ft＝mat，它 只改变速度的__________. 大小 方向 ②合力沿半径方向的分量 Fn 产生向心加速度，Fn＝man， 它只改变速度的__________. 【基础检测】 3.(2019 年上海青浦区二模)在任意相等时间内，物体的速 ) B.匀速圆周运动 D.匀减速直线运动 度变化不相同的是( A.自由落体运动 C.竖直上抛运动 答案：B 4.(教材 P25，T3 改编)如图 4-3-2 所示，小物体 A 与水平圆 盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则 A 的受力 情况是( ) A.重力、支持力 B.重力、向心力 C.重力、支持力、指向圆心的摩擦力 图 4-3-2 D.重力、支持力、向心力、摩擦力 答案：C 三、离心现象 圆周运动 所需向心力 1.概念：做____________的物体，在所受合外力突然消失 或不足以提供圆周运动____________的情况下，就做逐渐远离 圆心的运动. 2.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. 圆周切线方向 3.受力特点(如图 4-3-3 所示