幻灯片 1第3讲 圆周运动及其应用
----
幻灯片 2----
幻灯片 3----
幻灯片 4----
幻灯片 5【针对训练】
1．某型石英表中的分针与时针可视为做匀速转动，分针的长度是时针长度的1.5倍，则下列说法中正确的是( )
A．分针的角速度与时针的角速度相等
B．分针的角速度是时针的角速度的60倍
C．分针端点的线速度是时针端点的线速度的18倍
D．分针端点的向心加速度是时针端点的向心加速度的1.5倍
【答案】 C
----
幻灯片 61.匀速圆周运动
在相等的 里通过的 相等．
2．匀速圆周运动的特点
(1)速度大小不变而速度方向时刻变化的变速曲线运动．
(2)只存在向心加速度，不存在切向加速度．
(3)合外力即产生向心加速度的力，充当 ．
(4)条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向 且指向 ．
向心力
垂直
圆心
时间
圆弧长度
----
幻灯片 7----
幻灯片 8【答案】 C
----
幻灯片 91.定义
做圆周运动的物体，在所受合外力突然 或 以提供圆周运动所需向心力情况下，就做 圆心的运动，这种运动叫离心运动．
2．本质
(1)离心现象是物体 的表现．
(2)离心运动并非是沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动．
(3)离心运动并不是受到什么离心力．
3．条件
做圆周运动的质点，当它受到的沿着半径指向圆心的合外力突然变为零或不足以提供圆周运动所需向心力．
消失
不足
远离
惯性
----
幻灯片 10----
幻灯片 11【针对训练】
3.洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的
方式脱水，下列说法中错误的是( )
A．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的
B．水会从桶中甩出是因为水滴受到
的向心力很大的缘故
C．加快脱水桶转动角速度，
脱水效果会更好
D．靠近中心的衣物的脱水效果
不如周边的衣物的脱水效果好
【解析】 水滴依附衣物的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，B项错误；脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，A项正确；角速度增大，水滴所需向心力增大，脱水效果更好，C项正确；周边的衣物因圆周运动的半径R更大，在ω一定时，所需向心力比中心的衣物大，脱水效果更好，D项正确．
【答案】 B
----
幻灯片 12----
幻灯片 13 如图4－3－3所示，半径为r＝20 cm的两圆柱体A和B，靠电动机带动按相同方向均以角速度ω＝8 rad/s转动，两圆柱体的转动轴互相平行且在同一平面内，转动方向已在图中标出，质量均匀的木棒水平放置其上，重心在刚开始运动时恰在B的正上方，棒和圆柱间动摩擦因数μ＝0.16，两圆柱体中心间的距离s＝1.6 m，棒长l＞3.2 m，重力加速度取10 m/s2，求从棒开始运动到重心恰在A的正上方需多长时间？
【审题视点】 (1)开始时，棒与A、B有相对滑动先求出棒加速的时间和位移．
(2)棒匀速时与圆柱边缘线速度相等，求出棒重心匀速运动到A正上方的时间．
----
幻灯片 14【答案】 1.5 s
----
幻灯片 15【即学即用】
1．小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度．他的设想是：通过计算脚踏板转动的角速度，推算自行车的骑行速度．经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内脚踏板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度ω＝_____；要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有_______；自行车骑行速度的计算公式v＝________.
----
幻灯片 16----
幻灯片 171.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，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．
2．向心力的确定
(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．
(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力．
3．解决圆周运动问题的主要步骤
(1)审清题意，确定研究对象．
(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等．
(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源．
(4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程．
(5)求解、讨论．
----
幻灯片 18----
幻灯片 19 (2012·福建高考)如图4－3－5所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的高度H＝0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s＝0.4 m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；
(2)物块与转台间的动摩擦因数μ.
【审题视点】 (1)应理解把握好“转台边缘”与“恰好滑离”的含义．
(2)临界问题是静摩擦力达到最大值．
----
幻灯片 20【答案】 (1)1 m/s (2)0.2
----
幻灯片 21【即学即用】
2． (2012·榆林一模)如图4－3－6甲所示，用一根长为l＝1 m的细线，一端系一质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T.(g取10 m/s2，结果可用根式表示)求：
(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大？
(2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω′为多大？
----
幻灯片 22----
幻灯片 23----
幻灯片 24----
幻灯片 25【潜点探究】 (1)不计摩擦和杆的质量，球A的机械能守恒．
(2)小球A在最高点受杆的作用力有三种情况，一是向上的支持力，二是向下的拉力，三是作用力为0.
----
幻灯片 26----
幻灯片 27【答案】 (1)16 N 方向向上 (22)44 N 方向向下
----
幻灯片 28【即学即用】
3．(2013届郑州一中检测)英国特技演员史蒂夫·特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道．如图4－3－8所示，环形车道竖直放置，直径达12 m，若汽车在车道上以12 m/s恒定的速率运动，演员与汽车的总质量为1 000 kg，重力加速度g取10 m/s2，则( )
A．汽车通过最低点时，
演员处于超重状态
B．汽车通过最高点时
对环形车道的压力为1.4×104 N
C．若要挑战成功，
汽车不可能以低于12 m/s的恒定速率运动
D．汽车在环形车道上的角速度为1 rad/s
----
幻灯片 29
【答案】 AB
----
幻灯片 30
●考查圆周运动中的运动规律
1.(2010·大纲全国高考)如图4－3－9是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图4－3－10所示)．
----
幻灯片 31
(1)若图4－3－10中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10－2 s，则圆盘的转速为______转/s.(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为______ cm.(保留3位有效数字)
【答案】 (1)4.55 (2)1.46
----
幻灯片 32
●利用圆周运动测分子速率分布
2．(2012·上海高考)图4－3－11a为测量分子速率分布的装置示意图．圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置．从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上．展开的薄膜如图4－3－11b所示，NP，PQ间距相等．则( )
A．到达M附近的银原子速率较大
B．到达Q附近的银原子速率较大
C．位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率
D．位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率
----
幻灯片 33【答案】 AC
----
幻灯片 34----
幻灯片 35【答案】 AB
----
幻灯片 36----
幻灯片 37【答案】 BC
----
幻灯片 38●竖直面内圆周运动问题
5．(2011·北京高考)如图4－3－14所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)．
(1)在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球保持静止．画出此时小球的受力图，并求力F的大小；
(2)由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力．(不计空气阻力)．
----
幻灯片 39----
幻灯片 40----
幻灯片 41----
【点此下载】