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第3讲 圆周运动
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[主干知识·梳理]
一、匀速圆周运动及其描述
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________,就是匀速圆周运动。
(2)特点:加速度大小不变,方向始终指向________,是变加速运动。
(3)条件:合力大小________、方向始终与________方向垂直且指向圆心。
相等
圆心
不变
速度
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速度方向
ωr
2πrf
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二、匀速圆周运动的向心力
1.向心力的来源
向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的________或某个力的________,因此在受力分析时要避免再另外添加一个向心力。
合力
分力
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圆心
合力
mω2r
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三、离心现象
1.定义:做_________的物体,在所受合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,由于本身的惯性,总有沿着圆周________方向飞出去的趋势。
圆周运动
向心力
切线
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3.受力特点
(1)当F=________时,物体做匀速圆周运动。
(2)当F=0时,物体沿________方向飞出。
(3)当F<________时,物体逐渐远离圆心。
F为实际提供的向心力,如图所示。
mω2r
切线
mω2r
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[易错易混·诊断]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
现在有一种叫作“魔盘”的娱乐设施,如图所示。当“魔盘”转动很慢时,人会随着“魔盘”一起转动,当盘的速度逐渐增大时,盘上的人便逐渐向边缘滑去,离转动中心越远的人,这种滑动的趋势越明显,当“魔盘”转动到一定速度时,人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下。
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(1)人随“魔盘”做匀速圆周运动是匀变速曲线运动。( )
(2)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时,其角速度是不变的。( )
(3)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时,其合力是不变的。( )
(4)人随“魔盘”做圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因。( )
(5)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。( )
(6)随“魔盘”一起做匀速圆周运动时,人离“魔盘”中心越远,人运动得越快。( )
×
√
×
√
×
√
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(7)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动,是因为人受到了“魔盘”给人的向心力。( )
(8)“魔盘”的转速逐渐增大时,盘上的人便逐渐向边缘滑去,这是人受沿半径向外的离心力作用的缘故。( )
(9)当“魔盘”转动到一定速度时,人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下,此时的向心力是由静摩擦力提供的。( )
×
×
×
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1.理解两种关系
(1)对公式v=ωr的理解
当r一定时,v与ω成正比;
当ω一定时,v与r成正比;
当v一定时,ω与r成反比。
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类型 图示 特点
同轴
传动
绕同一转轴运转的物体,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
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类型 图示 特点
摩擦
传动 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
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1.如图所示,