第四章 第3节 圆周运动-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，教科版）

第3节　圆周运动 一、匀速圆周运动及描述 1.匀速圆周运动 (1)定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等,这种运动就叫匀速圆周运动。 (2)特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。 (3)条件:合力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。 2.描述匀速圆周运动的物理量 项目 定义、意义 公式、单位 线速度 (v) 描述做圆周运动的物体沿圆弧运动快慢的物理量 (1)v= =。 (2)单位:m/s 角速度 (ω) 描述物体与圆心连线扫过角度快慢的物理量 (1)ω= =。 (2)单位:rad/s 周期(T) 转速(n) 频率(f) (1)周期是做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间,周期的倒数为频率。 (2)转速是指物体在单位时间内所转过的圈数 (1)T==(与频率的关系)。 (2)T的单位:s n的单位:r/s、r/min f的单位: Hz 向心 加速度 (a) 描述速度方向变化快慢的物理量;方向指向圆心 (1)a= =ω2r。 (2)单位:m/s2 二、匀速圆周运动的向心力 1.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。 2.大小:F=m=mω2r=mr=mωv=4π2mf2r。 3.方向:始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力。 4.来源:由物体受到的力提供,可以是一个力,也可以是几个力的合力,还可以是一个力的分力。 三、离心运动 1.定义:在做圆周运动时,由于合外力提供的向心力消失或不足,以致物体沿圆周运动的切线方向飞出或远离圆心而去的运动。 2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势。 3.受力特点 F合为实际提供的向心力 当F合=时,做匀速圆周运动 当F合=0时,沿圆周切线方向飞出 当F合 < 时,逐渐远离圆心,做离心运动 1.易错辨析 (1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动。(　×　) (2)物体做匀速圆周运动时,其角速度大小是不变的。(　√　) (3)物体做匀速圆周运动时,其合外力是不变的。(　×　) (4)匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。(　×　) (5)匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因。(　√　) (6)做匀速圆周运动的物体,当合外力突然减小时,物体将沿切线方向飞出。(　×　) 2.小题试做 (1)如图所示,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受力情况是(　C　) A.受重力、支持力 B.受重力、向心力 C.受重力、支持力、指向圆心的摩擦力 D.受重力、支持力、向心力、摩擦力 (2)下列关于离心现象的说法正确的是(　C　) A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将做背离圆心的圆周运动 C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将沿圆周运动的切线方向做直线运动 D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将做曲线运动 (3) 质量为m的小球,用长为l的细线悬挂在O点,在O点的正下方处有一光滑的钉子P,把小球拉到与钉子P等高的位置,细线被钉子挡住。如图让小球从静止释放,当小球第一次经过最低点时(　B　) A.小球运动的线速度突然减小 B.小球的角速度突然减小 C.小球的向心加速度突然增大 D.细线的拉力突然增大 解析:(1)A受三个力的作用,重力和支持力平衡,指向圆心的摩擦力提供向心力,故C正确。 (2)物体只要受到力的作用,必有施力物体,但“离心力”是没有施力物体的,故所谓的离心力不是真实存在的力,只要向心力不足,物体就做离心运动,故A错误;做匀速圆周运动的物体,当所受的一切力都突然消失后,物体将沿圆周运动的切线方向做匀速直线运动,故B、D错误,C正确。 (3)当小球第一次经过最低点时,由于重力与细线的拉力都与速度垂直,所以小球的线速度大小不变,故A错误;根据v=rω,可知线速度大小不变,小球做圆周运动的半径增大,则角速度减小,故B正确;根据向心加速度公式a=可得,线速度大小不变,运动半径增大,则向心加速度减小,故C错误;细线拉力T=mg+m=mg+ma,故细线的拉力突然减小,D错误。 考点一　圆周运动中的运动学分析 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.对a==ω2r的理解 在v一定时,a与r成反比;在ω一定时,a与r成正比。 2.常见的三种传动方式及特点 类型 图示 特点 同轴 传动 绕同一转轴运动的物体,角速度相同,ωA=ωB,由v=ωr知v与r成正比 皮带 传动 皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB 摩擦 传动 和齿 轮传 动 两轮边缘接触,接触点