高中人教物理必修2 第四章 第3讲.doc

第3讲　圆周运动
知识排查
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相等，就是匀速圆周运动。
2．特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。
3．条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
角速度、线速度、向心加速度
匀速圆周运动的向心力
1.作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小。
2．大小：F＝ma＝m＝mω2r＝mr＝mωv＝4π2mf2r。
3．方向：始终沿半径指向圆心方向，时刻在改变，即向心力是一个变力。
4．来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供。
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
向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。
2．
小题速练
1．思考判断
(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。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
2．(多选)(2019·安徽合肥模拟)如图1所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，它们的边缘有三个点A、B、C。关于这三点的线速度、角速度、周期和向心加速度的说法中正确的是(　　)
图1
A．A、B两点的线速度大小相等
B．B、C两点的角速度大小相等
C．A、C两点的周期大小相等
D．A、B两点的向心加速度大小相等
解析　自行车的链条不打滑，A点与B点的线速度大小相等，故A正确；B点与C
点同一转轴转动，角速度相等，故B正确；由T＝可知，A点 的半径大于B点的半径，A点的周期大于B点的周期，而B点的周期与C点的周期相等，所以A点的周期大于C点的周期，故C错误；由向心加速度公式an＝，A点的半径大于B点的半径，可知A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故D错误。
答案　AB
3．[人教版必修2·P25·T3改编]如图2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 (　　)
图2
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
答案　C
　圆周运动的运动学问题
1．对公式v＝ωr的进一步理解
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。
2．对a＝＝ω2r＝ωv的理解
在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比。
3．常见的三种传动方式及特点
(1)同轴转动：如图甲、乙所示，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。
(2)皮带传动：如图甲、乙所示，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。
(3)摩擦传动：如图所示，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。
1．2018年2月23日在平昌冬奥会上，我国选手武大靖在短道速滑男子500 m比赛中勇夺金牌。如图3所示为他比赛中的精彩瞬间，假定他正沿圆弧形弯道做匀速圆周运动，则他运动过程中(　　)
图3
A．速度恒定
B．加速度恒定
C．相等时间内转过的角度相同
D．相等时间内经过的位移相同
解析　速度、加速度、位移均为矢量，在做圆周运动时，方向是变化的，选项A、B、D均错误，C正确。
答案　C
2．(多选)(2018·江苏单科，6)火车以60 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10°。在此10 s时间内，火车(　　)
A．运动路程为600 m B．加速度为零
C．角速度约为1 rad/s D．转弯半径约为3.4 km
解析　在此10 s时间内，火车运动路程s＝vt＝60×10 m＝600 m，选项A正确；火车在弯道上运动，做曲线运动，一定有加速度，选项B错误；火车匀速转过10°，约为 rad，角速度ω＝＝ rad/s，选项C错误；由v＝ωR，可得转弯半径约为3.4 km，选项D正确。
答案　AD
3．(多选) (2019·辽宁丹东质检)在如图4所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点(　　)
图4
A．A