第4章 第3讲 圆周运动（PPT课件）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

2024版·物理（①） 第四章 曲线运动 第4讲　圆周运动 相等 不变 切线方向 快慢 m/s 转动 rad/s 一周 s r/s 方向 方向 大小 圆心 合力 分力 向心力 惯性 × × √ √ 续表 【课标解读】 　1.熟练掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系。2.掌握匀速圆周运动由周期性引起多解问题的分析方法。3.会分析圆周运动的向心力来源，掌握圆周运动的动力学问题的分析方法，例如圆锥摆模型。 备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、圆周运动及其描述 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的弧长____，所做的运动就是匀速圆周运动。 (2)速度特点：速度的大小____，方向沿圆弧________[1]。 注解[1] 匀速圆周运动是变速运动，“匀速”指的是速率不变。 2．描述圆周运动的物理量 意义 公式、单位 线速 度[2] (v) (1)描述做圆周运动的物体运动____的物理量 (2)是矢量，方向和半径垂直，沿圆周切线方向 v＝ eq \f(Δs,Δt) ＝ eq \f(2πr,T) ＝2πrn 单位：______ 角速 度[3] (ω) (1)描述物体绕圆心____快慢的物理量 (2)是矢量(中学阶段不研究方向) ω＝ eq \f(Δθ,Δt) ＝ eq \f(2π,T) ＝2πn 单位：__________ 意义 公式、单位 周期和 转速(T/n) 物体沿圆周运动____的时间叫周期，单位时间内转过的圈数叫转速[4] T＝ eq \f(2πr,v) ＝ eq \f(2π,ω) ，单位：__ n＝ eq \f(1,T) ，单位：______ 向心加 速度(an) (1)描述速度____变化快慢的物理量 (2)方向指向圆心[5] an＝ eq \f(v2,r) ＝________单位：________ ω2r m/s2 注解[2] 线速度侧重于描述物体沿圆弧运动的快慢。 注解[3] 角速度侧重于描述物体绕圆心转动的快慢。 注解[4] 转速n和频率f含义相同，只是单位不同。 注解[5] 向心加速度的方向时刻改变。 二、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，只改变速度的____，不改变速度的____。 2．大小：Fn＝man＝m eq \f(v2,r) ＝________＝mr eq \f(4π2,T2) ＝mr4π2n2＝mωv。 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。 mrω2 三、离心现象 1．定义：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______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____，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势。 3．受力特点[6] (1)当F ＝mω2r时，物体做匀速圆周运动，如图所示，F为实际提供的向心力； (2)当F＝0时，物体沿切线方向飞出； (3)当F<mω2r时，物体逐渐远离圆心。 注解[6] 物体是做匀速圆周运动还是偏离圆周轨道，完全是由实际提供的向心力和所需的向心力两者的大小关系决定的。 基础小题自测 1．判断下列说法的正误。 (1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动。(　　) (2)做匀速圆周运动的物体的向心加速度与半径成反比。(　　) (3)做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力。(　　) (4)做圆周运动的物体所受的合外力不一定指向圆心。(　　) 解析：选BCD。由a＝ eq \f(v2,r) 知在v相同的情况下，r甲>r乙时，a甲<a乙，故A错误；由a＝ eq \f(4π2,T2) r知在T相同情况下，r甲>r乙时，a甲>a乙，故B正确；由a＝ωv知在ω相同情况下，v甲>v乙时，a甲>a乙，故C正确；由a＝ωv知在v相同情况下，ω甲>ω乙时，a甲>a乙，故D正确。 3．(多选)在如图所示的齿轮转动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点(　　) A．A点和B点的线速度大小之比为1∶1 B．A点和B点的角速度之比为1∶1 C．A点和B点的角速度之比为3∶1 D．以上三个选项只有一个是正确的 解析：选AC。题图中三个齿轮边缘线速度大小相等，A点和B点的线速度大小之比为1∶1，由v＝ωr可得，线速度大小一定时，角速度与半径成反比，A点和B点角速度之比为3∶1，选项A、C正确，B、D错误。 4．下列关于离心现象的说法正确的是(　　) A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B．做匀速圆周运