内容正文:
第3讲
圆周运动
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必备知识 自主学习
限时规范训练
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必备知识 自主学习
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圆弧长______,就是匀速圆周运动。
(2)速度特点:速度的大小______,方向始终与半径垂直。
知识梳理
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2.描述圆周运动的物理量
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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。
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3.受力特点
(1)当F =mω2r时,物体做匀速圆周运动,如图所示。
(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,F为实际提供的向心力。
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一、易混易错判断
1.匀速圆周运动是匀加速曲线运动。( )
2.做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的。( )
3.做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比。( )
4.做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比。( )
5.做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动。( )
6.摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动,这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故。( )
基础过关
×
×
×
√
√
×
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二、经典小题速练
1.(人教版教材原题改编)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( )
A.重力、支持力
B.重力、向心力
C.重力、支持力、指向圆心的摩擦力
D.重力、支持力、向心力、摩擦力
解析:C 物体在水平面上,一定受到重力和支持力作用,物体在转动过程中,有背离圆心的运动趋势,因此受到指向圆心的静摩擦力,且静摩擦力提供向心力,故C正确。
C
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2.自行车传动装置的示意图如图所示,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则自行车前进的速度为( )
D
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考点一 圆周运动的运动学分析(基础考点)
1.理解两个关系
(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。
精讲导学——深化认知
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2.掌握三种传动方式及特点
类型 模型 模型解读
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(或齿轮)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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类型 模型 模型解读
同轴传动 绕同一转轴转动的物体,角速度相同,ωA=ωB,由v=ωr知v与r成正比
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1.(圆周运动物理量的关系)(2021·全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,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50 r/s,此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为( )
A.10 m/s2 B.100 m/s2
C.1000 m/s2 D.10 000 m/s2
解析:C 向心加速度的公式an=rω2,结合角速度与转速的关系ω=2πn,代入数据可得an约为1000 m/s2,C正确。
对点训练——提升能力
C
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2.(皮带传