18 第4章 第3讲 圆周运动（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第3讲　圆周运动 第四章　曲线运动 考点一　描述圆周运动的物理量 考点二　圆周运动的动力学问题 聚焦学科素养　扩展视野提能力——圆周运动中的STSE问题 课时精练(十八)　圆周运动 内容索引 01 考点一　描述圆周运动的物理量 (基础自研类) 【知识梳理】 1．描述圆周运动的物理量 快慢 垂直 圆心 2.匀速圆周运动 (1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处 ，即为匀速圆周运动。 (2)特点：加速度大小 ，方向始终指向 ，是变加速运动。 (3)条件：合外力大小 、方向始终与 方向垂直且指向圆心。 相等 不变 圆心 不变 速度 【针对训练】 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30 cm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，现玻璃盘以100 r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8 cm，从动轮的半径约为2 cm，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1.6 m/s D．摇把的转速约为400 r/min √ √ 2．【摩擦传动问题】 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的 A．线速度大小之比为3∶2∶2 B．角速度之比为3∶3∶2 C．转速之比为2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为9∶6∶4 √ 3.【齿轮传动问题】 某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它 是主动轮。从动轮称为行星轮，太阳轮、行星轮与最外 面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数 为n1，行星轮一周的齿数为n2，当太阳轮转动的角速度 为ω时，最外面的大轮转动的角速度为 √ 1．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)同轴传动：如图戊、己所示，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。 返回 02 考点二　圆周运动的动力学问题 (多维细研类) 【知识梳理】 1．匀速圆周运动的向心力 (1)作用效果：向心力产生向心加速度，只能改变速度的 ，不能改变速度的 。 (3)方向：始终沿半径方向指向 ，时刻在改变，即向心力是一个变力。 (4)来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的 提供，还可以由一个力的 提供。 方向 大小 圆心 合力 分力 2．离心运动和近心运动 (1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做 的运动。 (2)受力特点(如图所示) ①当F＝0时，物体沿 方向飞出，做匀速直线运动。 ②当0<F<mω2r时，物体逐渐 圆心，做 运动。 ③当F>mω2r时，物体逐渐 ，做 运动。 (3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力_____做匀速圆周运动需要的向心力。 逐渐远离圆心 切线 远离 离心 向圆心靠近 近心 小于 3．变速圆周运动合力与向心力的特点 变速圆周运动的合力方向一般不指向圆心，可以分解为如下两个分力，如图所示。 (1)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。 (2)指向圆心的分力Fn：提供向心力，产生向心加速度an，只改变线速度的 。 方向 【微判断】 (1)向心力可以由物体受到的某一个力或分力提供，也可以由合力提供。( ) (2)做匀速圆周运动的物体，当所受合外力突然减小时，物体将沿切线方向飞出。( ) (3)变速圆周运动的向心力一定不指向圆心。( ) (4)做离心运动的物体所受合外力一定为0。( ) √ × × × 【重难诠释】