
1.熟練掌握描述圓周運(yùn)動的各物理量之間的關(guān)系.2.掌握勻速圓周運(yùn)動由周期性引起的多解問題的分析方法.3.會分析圓周運(yùn)動的向心力來源,掌握圓周運(yùn)動的動力學(xué)問題的分析方法,掌握圓錐擺模型.
考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)問題
考點(diǎn)二 圓周運(yùn)動的動力學(xué)問題
1.描述圓周運(yùn)動的物理量
2.勻速圓周運(yùn)動(1)定義:如果物體沿著圓周運(yùn)動,并且線速度的大小處處 ,所做的運(yùn)動就是勻速圓周運(yùn)動.(2)特點(diǎn):加速度大小 ,方向始終指向 ,是變加速運(yùn)動.(3)條件:合外力大小 、方向始終與 方向垂直且指向圓心.
1.勻速圓周運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動.( )2.物體做勻速圓周運(yùn)動時,其線速度是不變的.( )3.物體做勻速圓周運(yùn)動時,其合外力是變力.( )4.勻速圓周運(yùn)動的向心加速度與半徑成反比.( )
1.對公式v=ωr的理解當(dāng)ω一定時,v與r成正比.當(dāng)v一定時,ω與r成反比.
在v一定時,an與r成反比;在ω一定時,an與r成正比.
3.常見的傳動方式及特點(diǎn)(1)皮帶傳動:如圖甲、乙所示,皮帶與兩輪之間無相對滑動時,兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB.
(2)摩擦傳動和齒輪傳動:如圖甲、乙所示,兩輪邊緣接觸,接觸點(diǎn)無打滑現(xiàn)象時,兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB.
(3)同軸轉(zhuǎn)動:如圖所示,繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的物體,角速度相同,ωA=ωB,由v=ωr知v與r成正比.
例1 (2022·江蘇揚(yáng)州市高三初調(diào))“S彎”曲線行駛是我國駕駛證考試中的一個項目.在某次練習(xí)過程中,質(zhì)量相同的兩名學(xué)員分別坐在駕駛座和副駕駛座上,汽車勻速率行駛,當(dāng)汽車通過如圖所示位置時A.汽車所受合力為零B.兩學(xué)員的速度相同C.汽車對兩學(xué)員的作用力大小相等D.汽車對兩學(xué)員的作用力方向不同
考向1 圓周運(yùn)動物理量的分析和計算
汽車做曲線運(yùn)動,是變速運(yùn)動,有加速度,所以所受合力不為零,A錯誤;兩學(xué)員做圓周運(yùn)動的半徑不同,角速度相同,根據(jù)v=ωr可知,速度不同,B錯誤;根據(jù)F=mω2r可知,半徑大的,所受合力大,所以汽車對兩學(xué)員的作用力大小不相等,C錯誤;對兩學(xué)員受力分析,重力相等,但是合力不等,所以汽車對兩學(xué)員的作用力方向不同,D正確.
例2 如圖所示,B和C是一組塔輪,即B和C半徑不同,但固定在同一轉(zhuǎn)軸上,其半徑之比為RB∶RC=3∶2,A輪的半徑大小與C輪相同,它與B輪緊靠在一起,當(dāng)A輪繞過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時,由于摩擦力作用,B輪也隨之無滑動地轉(zhuǎn)動起來.a、b、c分別為三輪邊緣的三個點(diǎn),則a、b、c三點(diǎn)在運(yùn)動過程中的A.線速度大小之比為3∶2∶2B.角速度之比為3∶3∶2C.轉(zhuǎn)速之比為2∶3∶2D.向心加速度大小之比為9∶6∶4
A、B靠摩擦傳動,則邊緣上a、b兩點(diǎn)的線速度大小相等,即va∶vb=1∶1,選項A錯誤;
例3 如圖所示為一個半徑為5 m的圓盤,正繞其圓心做勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)圓盤邊緣上的一點(diǎn)A處在如圖所示位置的時候,在其圓心正上方20 m的高度有一個小球正在向邊緣的A點(diǎn)以一定的速度水平拋出,取g=10 m/s2,不計空氣阻力,要使得小球正好落在A點(diǎn),則A.小球平拋的初速度一定是2.5 m/sB.小球平拋的初速度可能是2.5 m/sC.圓盤轉(zhuǎn)動的角速度一定是π rad/sD.圓盤轉(zhuǎn)動的加速度可能是π2 m/s2
考向3 圓周運(yùn)動的多解問題
1.勻速圓周運(yùn)動的向心力(1)作用效果向心力產(chǎn)生向心加速度,只改變速度的 ,不改變速度的 .(2)大小Fn= = = =mωv.(3)方向始終沿半徑方向指向 ,時刻在改變,即向心力是一個變力.
2.離心運(yùn)動和近心運(yùn)動(1)離心運(yùn)動:做圓周運(yùn)動的物體,在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動所需向心力的情況下,就做 的運(yùn)動.(2)受力特點(diǎn)(如圖)①當(dāng)F=0時,物體沿 方向飛出,做勻速直線運(yùn)動.②當(dāng)0
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