内容正文:
第四章
抛体运动与圆周运动
第3讲
圆周运动
高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
高考一轮复习·南方凤凰台·物理
1
夯实双基
基 础 梳 理
1. 描述圆周运动的物理量
(1) 线速度(v)
描述物体圆周运动快慢的物理量,是矢量,方向和半径垂直.
v= = .
(2) 角速度(ω)
描述物体绕圆心转动快慢的物理量.
ω= = .
夯实双基
(3) 周期(T)和转速(n)或频率(f)
描述物体绕圆心转动快慢的物理量.周期是物体沿圆周运动 一周 的时间;转速是物体单位时间转过的 圈数 ,也叫频率.
T= ,T=.
(4) 向心加速度
描述速度方向变化快慢的物理量,方向指向圆心.
an= rω2 = .
一周
圈数
rω2
夯实双基
(5) 向心力
作用效果产生 向心加速度 ,只改变速度的 方向 ,不改变速度的 大小 .
Fn=man.向心力可能由一个力提供,也可能由几个力的 合力 提供,还可能由一个力的 分力 提供.
(6) 相互关系
v= ωr =r= 2πrf .
a==rω2=ωv=r=4π2f 2r.
Fn=man=m= mω2r =mωv=mr= 4mrπ2f2 .
向心加速度
方向
大小
合力
分力
ωr
2πrf
mω2r
4mrπ2f2
夯实双基
2. 匀速圆周运动
(1) 定义
线速度 大小不变 的圆周运动.
(2) 性质
向心加速度大小 不变 ,方向总是 指向圆心 的变加速曲线运动.
(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 且指向圆心.
3. 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 .
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 方向 .
大小不变
不变
指向圆心
大小
垂直
发生变化
大小
方向
夯实双基
4. 离心运动
(1) 定义
做 圆周运动 的物体,在所受合外力突然消失或小于圆周运动所需 向心力 的情况下,所做的逐渐远离圆心的运动.
(2) 做圆周运动的物体,由于本身的 惯性 ,有沿着圆周 切线方向 飞出去的倾向.
(3) 受力特点
圆周运动
向心力
惯性
切线方向
①若F=mω2r,物体做 匀速圆周 运动.
②若F=0,物体沿 切线 方向飞出.
③若F<mω2r,物体逐渐 远离 圆心,做离心运动.
④若F>mω2r,物体将逐渐 靠近 圆心,做近心运动.
匀速圆周
切线
远离
靠近
夯实双基
易 错 辨 析
1. 匀速圆周运动是匀加速曲线运动. ( ✕ )
2. 做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力. ( √ )
3. 做圆周运动的物体所受到的合外力不一定等于向心力. ( √ )
4. 做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周的半径方向飞出. ( ✕ )
✕
√
√
✕
夯实双基
素养发展
圆周运动中的运动学问题
1. 圆周运动各物理量间的关系
素养发展
2. 常见的三种传动方式及特点
(1) 皮带传动
如图甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动,
两轮边缘线速度大小相等,vA=vB.
甲
乙
(2) 摩擦传动
如图所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象,两轮边缘线速度
大小相等,vA=vB.
(3) 同轴传动
如图甲、乙所示,绕同一转轴转动的物体,角速度相同,
ωA=ωB,由v=ωr知v与r成正比.
甲
乙
素养发展
(2022·广东新高考冲刺卷)有一种玩具陀螺,用鞭子抽打会使它的转速加快.有些陀螺是空心的,其表面带有一条狭长的缝隙.如图所示,a、b、c是旋转陀螺上的三个点,到陀螺轴线的距离ra=rb>rc,下列说法中正确的是( C )
A. a、b两点的线速度相同,向心加速度也相同
B. a、b、c三点的转速大小关系为na=nb>nc
C. a、b、c三点的向心加速度大小关系为aa=ab>ac
D. a、b、c三点的线速度大小关系为va=vb=vc
C
解析:a、b两点线速度、向心加速度大小相同,方向不同,故A错误;a、b、c三点转速相等,故B错误;同轴转动则角速度相同,根据a=ω2r,a、b、c三点向心加速度大小关系为aa=ab>ac,故C正确;根据v=ωr,a、b、c三点线速度大小关系为
va=vb>vc,故D错误.
素养发展
(2023·山东济