内容正文:
第四章
曲线运动】
万有引力与航天
第3课时
圆周运动
必备知识自主落实
关键能力
强化提升
真题精研
衍生训练
栏目索引
》》》第四章曲线运动万有引力与航天
必备知识
自主落实
一、匀速圆周运动
《
1.定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫作匀速圆
周运动。
2.性质:加速度大小不变,方向总是指向圆心的变加速曲线运动。
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曲线运动万有引力与航天
二、描述圆周运动的物理量
1.线速度(1)方向:沿圆周的切线方向
(2)公式:是
2.角速度(1)物理意义:描述物体绕圆心转动的快慢
(2)公式:0=
<1△0
3.周期
(1)定义:物体沿圆周运动一周所用的时间
(2)公式:T2m=
2Tr
4.转速
(1)定义:单位时间内转过的圈数
(2)公式:n=7
e
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三、向心加速度
1.方向:始终指向圆心。
v
4n2
2.公式:4.=p=0r=元r=w0
四、向心力
1.作用效果:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。
2
4π2r
2.公式:F=mF
=mw2r=m下=mwn=m·4x2fr。
3.方向:始终沿半径方向指向圆心。
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4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,还可以由一
个力的分力提供。
5.非匀速圆周运动中向心力与合力的关系
(1)F含不指向圆心,沿半径方向的分力F充当向心力;
(2)F合沿半径方向的分力F改变线速度的方向,垂直
半径方向的分力F改变线速度的大小。
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五、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
需向心力的情况下,物体就会沿切线方向飞出去或做逐渐远离圆心的运动。
2.受力特点
(1)当F。=mw2时,物体做匀速圆周运动:
F.00
(2)当F.=0时,物体沿切线方向飞出:
F<mur
(3)当F<mw时,物体逐渐远离圆心,做
离心运动:
F=m07
F>mor'r
(4)当F>mwr时,物体逐渐靠近圆心,做
近心运动。
3.本质:离心运动的本质并不是受到离心力的作用,而是已有的力不足以提供匀
速圆周运动需要的向心力。
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曲线运动万有引力与航天
》
辨析明理
如图所示的是一种叫“魔盘”的娱乐设施。最初当“魔盘”转速较小时,人随“魔
盘”一起转动,当“魔盘”的转速逐渐增大时,离转轴越远的人越先滑向“魔盘”的边
缘,则:
()当“魔盘”转速较小且匀速转动,而“魔盘”上所有人都不滑动时,所有人转动
的角速度都相同。(√)
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(2)若人都不打滑,离转轴越远的人,线速度越大。(√)
(3)若人都不滑动,提供人随“魔盘”转动的向心力为静摩擦力。(√)
(4)若每个人的质量相同,则随着“魔盘”转速的增大,离转轴最远的人最先达到最
大静摩擦力。(√)
(⑤)若人都不打滑,离转轴越远的人,向心加速度越大。(√)
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基础应用
1.(2021·全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图所示,先将纽扣绕几圈,
使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出
现。拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达50rs,此时纽扣上距离中心1cm处的点向
心加速度的大小约为(
A.10m/s2
B.100m/s2
外力
外力
C.1000m/s2
D.10000m/s2
C解析:纽扣上各点绕其中心做圆周运动的角速度相等,已知n=50rs,则an=
w2r=(2mm)2r=4×π2×502×1×10-2m/s2≈1×103m/s2,C正确。
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