精品解析：第六章 圆周运动—讲和练 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六章圆周运动 一．描述圆周运动的物理量 1．周期、频率、转速 周期：做匀速圆周运动的物体沿圆周运动一周所用的时间，用T表示；周期的倒数为频率，频率用f表示； 转速：转速是单位时间内物体转过的圈数，用n表示； 周期、频率和转速的关系为：T=_______=_______ 2．线速度 定义：描述圆周运动的物体运动_______的物理量，是矢量，方向和半径_______，和圆周_______。 定义式：v=_______ 3．角速度 定义：描述物体绕_______转动快慢的物理量 定义式：ω=_______，单位rad/s 4．线速度和角速度的关系：v=_______ 5．向心加速度 定义：描述线速度_______变化快慢的物理量，方向指向圆心。 定义式：an=_______=_______=_______=_______ 6．向心力 作用效果：产生向心加速度，只改变速度的_______，不改变速度的_______。 大小：Fn=_______=_______=_______=_______ 方向：始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变 二．常见的传动方式 1．皮带传动：边缘处线速度大小相同 2．摩擦传动：边缘处线速度大小相同 3．同轴转动：角速度、周期和频率相同 三．离心运动和近心运动 1．离心运动：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，就做逐渐远离_______的运动。 2．受力特点(如图) ①当F=0时，物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动； ②当0<F<mrω2时，物体逐渐远离圆心，做_______运动； ③当F>mrω2时，物体逐渐靠近圆心，做_______运动。 3．本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动需要的向心力。 四．匀速圆周运动与变速圆周运动 1．匀速圆周运动：合外力完全提供_______。 2．变速圆周运动 ①与圆周相切的分力Ft产生切向加速度at，改变线速度的大小，当at与v同向时，速度增大，做加速圆周运动，反向时做减速圆周运动； ②指向圆心的分力Fn提供向心力，产生向心加速度an，改变线速度的_______。 五．水平面内的匀速圆周运动 1．汽车在水平路面转弯 2．火车转弯 3．圆锥摆 4．水平转台（光滑） 3．水平转台（粗糙） 六．竖直平面内的圆周运动 1．拱桥模型 汽车过拱形桥 汽车过凹形路面 受力分析 向心力 对桥的压力 FN′= FN′= 结论 汽车对路面的压力小于汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力 汽车对路面的压力大于汽车的重力，而且汽车速度越大，对路面的压力 2．轻绳模型 比较项目 特点 情景图示 弹力特征 弹力可能向下，也可能等于零 受力示意图 力学方程 临界特征 FT=0，即，得 的意义 物体能否过最高点的临界点 3．轻杆模型 比较项目 特点 情景图示 弹力特征 弹力可能向下，可能向上，也可能等于零 受力示意图 力学方程 临界特征 v=0，即F向=0，此时FN=mg 的意义 FN表现为拉力还是支持力的临界点 研究传动问题时需要注意两个问题： 1．选取合适的模型，判断线速度和角速度是否有相等的关系； 2．根据判断线速度和角速度的关系，从而判断向心加速度的关系。 【例题】 1. 如图所示，皮带传动装置右轮的半径为r，a是它边缘上的一点；左侧为一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　） A. a点与c点的角速度相等 B. b点与d点的角速度相等 C. a点与d点的向心加速度大小相等 D. a、b、c、d四点中，向心加速度最小的是b点 【练习题】 2. 修正带是学生常用的学习工具之一，其结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，大小齿轮相互啮合，a、b两点分别位于大小齿轮的边缘，则关于这两点的线速度大小、角速度关系说法正确的是（　　） A. 线速度大小相等，角速度不等 B. 线速度大小不等，角速度相等 C. 线速度大小相等，角速度相等 D. 线速度大小不等，角速度不等 3. 如图为一种“滚轮—平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可带动从动轴转动的圆柱形滚轮组成。由于摩擦力的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是（　　） A. n2＝n1 B. n1＝n2 C. n2＝n1 D. n2＝n