第2章 匀速圆周运动 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（教科版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 圆周运动的动力学分析 [典例1]　如图所示，某同学用一根无弹性细绳拴住一个 质量为m的小沙袋，让小沙袋在水平面内做半径为r的匀速圆 周运动，同时测出小沙袋运动n周所需时间为t。若小沙袋所需向心力近似等于手通过绳对小沙袋的拉力，求： (1)小沙袋做圆周运动的周期T； (2)小沙袋做圆周运动的角速度ω； (3)细绳对小沙袋的拉力F。 [融会贯通] 1．圆周运动动力学分析基本步骤 2．解决圆周运动动力学问题的注意事项 向心力公式是牛顿第二定律对圆周运动的应用，求解圆周运动的动力学与应用牛顿运动定律的解题思路相同，但要注意几个特点： (1)向心力是沿半径方向的合力，是效果力，不是实际受力。 (2)向心力公式有多种形式，要根据已知条件选用。 (3)正交分解时，要注意圆心的位置，沿半径方向和切线方向分解。 [对点训练] 1.如图所示，物块(质量为m)随转筒一起以角速度ω做匀速圆周运动， 下列说法正确的是 (　　) A．物块受到重力、弹力、摩擦力和向心力的作用 B．若角速度增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，那么物块所受摩擦力增大 C．若角速度增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，物块所受摩擦力减小 D．若角速度增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，物块所受摩擦力不变 解析：因为物块始终随转筒做匀速圆周运动，所以物块受重力、摩擦力和筒壁的支持力。向心力为效果力，物块不受向心力，故A错误。因为物块在竖直方向上处于平衡状态，所以f＝G，N＝mω2r，当ω增大时，N增大，f不变，故B、C错误，D正确。 答案：D　 圆周运动的临界极值问题　 [融会贯通] 1．解题注意事项 关于匀速圆周运动的临界问题，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动的知识，列方程求解。 通常碰到较多的是涉及如下三种力的作用： (1)与绳的弹力有关的临界条件：绳弹力恰好为0。 (2)与支持面弹力有关的临界条件：支持力恰好为0。 (3)因静摩擦力而产生的临界问题：静摩擦力达到最大值。 2．几种常见的临界速度 圆周运动中的连接体问题 [典例3]　一根水平硬质杆以恒定角速度ω绕竖直轴OO′转 动，两个质量均为m的小球能够沿杆无摩擦运动，两球间以劲度 系数为k的轻弹簧连接，弹簧原长为L0，靠近转轴的A球与轴之间 也用同样的弹簧与轴相连，如图所示，求每根弹簧的长度L1、L2。 [融会贯通] 圆周运动中的连接体问题，是指两个或两个以上的物体通过一定的约束绕同一转轴做圆周运动的问题。这类问题的一般解题思路是：分别隔离物体，准确受力分析，正确画出受力示意图，确定轨道平面和半径，注意约束关系。在连接体的圆周运动问题中，角速度相同是一种常见的约束关系。常见示例如下： 情景示例 情景图示 情景说明 情景1 A、B两小球固定在轻杆上，随杆一起绕杆的端点O做圆周运动。注意：计算杆OA段的拉力时，应以小球A为研究对象，而不能以A、B整体为研究对象 情景2 A、B两物块用细绳相连沿半径方向放在转盘上，随转盘一起转动，当转盘转速逐渐增大时，物块A先达到其最大静摩擦力，转速再增加，则A、B间绳子开始有拉力，当B受到的静摩擦力达到其最大值后两物块开始滑动(设A、B两物块与转盘间的动摩擦因数相等) 情景3 A、B两物块叠放在一起随转盘一起转动，当求转盘对物块B的摩擦力时，取A、B整体为研究对象比较简单；当研究A、B谁先发生离心运动时，注意比较两接触面间的动摩擦因数大小 续表 情景4 A、B两小球用轻线相连穿在光滑轻杆上随杆绕转轴O在水平面内做圆周运动时，两球所受向心力大小相等，角速度相同，圆周运动的轨道半径与小球质量成反比 续表 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 1．让矿泉水瓶绕自身中心轴转动起来，带动瓶中水一起高速、稳定旋转时，选项图中水面形状正确的是 (　　) 解析：随矿泉水瓶转动的水做圆周运动时，需要合外力提供向心力，当水受到的合外力不足以提供需要的向心力时，水将做离心运动，逐渐离开矿泉水瓶的中心轴，所以水面的中心轴处的水将凹一些，而四周的水将高一些。故A、B、C错误，D正确。 答案：D　 2．近年来，有一种旋转拖把的产品进入寻常百姓的家 中，很好地解决了拖地湿滑的烦恼。如图所示，拖 把布料中的水通过圆筒壁上的小孔甩出去了，部分 拖把布料却紧贴着竖直的圆筒内壁一起匀速转动，这部分拖把布料转动所受的向心力主要是(