高中人教物理第3讲　圆周运动 教案.doc

第3讲　圆周运动
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
知识点　　匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度　Ⅰ
匀速圆周运动的向心力　Ⅱ1.匀速圆周运动
(1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动。
(2)性质：加速度大小不变、方向总是指向圆心的变加速曲线运动。
(3)条件：有初速度，受到一个大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心的合力。
2．描述圆周运动的物理量
描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，具体如下：
定义、意义
公式、单位
线速度
①描述做圆周运动的物体沿圆弧运动快慢的物理量(v)
②是矢量，方向和半径垂直，沿切线方向
①v＝＝ωr
②单位：m/s
角速度
描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω)
①ω＝＝
②单位：rad/s
周期和
转速
①周期是指做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间(T)
②转速是指物体转动的圈数与所用时间之比(n)，也叫频率(f)
①T＝＝，单位：s
②f＝，单位：Hz
③n的单位：r/s、r/min
向心加
速度
①描述速度方向变化快慢的物理量(an)
②方向指向圆心，时刻在变
①an＝＝ω2r
②单位：m/s2
向心力
①作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小(Fn)
②方向指向圆心，时刻在变
③来源：某个力，或某几个力的合力，或某个力的分力
①Fn＝mω2r＝
m
②单位：N
相互
关系
①v＝rω＝＝2πrf
②an＝＝rω2＝ωv＝＝4π2f2r
③Fn＝m＝mrω2＝mωv＝m＝4mπ2f2r
知识点　　匀速圆周运动与变速圆周运动　Ⅰ
匀速圆周运动
变速圆周运动
运动
特点
线速度的大小不变，角速度、周期和频率都不变，向心加速度的大小
线速度的大小、方向都变，角速度变，向心加速度的大小、方向都变，周期可能变也
不变
可能不变
受力
特点
所受到的合力为向心力，大小不变，方向变，其方向时刻指向圆心
所受到的合力不指向圆心，合力产生两个效果：
①沿半径方向的分力Fn，即向心力，它改变速度的方向；
②沿切线方向的分力Ft，它改变速度的大小
运动
性质
变加速曲线运动(加速度大小不变，方向变化)
变加速曲线运动(加速度大小、方向都变化)
知识点　　离心现象　Ⅰ
1．离心运动
(1)定义：做圆周运动的物体，在向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时，所做的逐渐远离圆心的运动。
(2)本质：做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞出去的倾向。
(3)受力特点
①当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动。
②当F<mω2r时，物体逐渐远离圆心，做离心运动。
③当F＝0时，物体沿切线方向飞出。
2．近心运动：当F>mω2r时，物体将逐渐靠近圆心，做近心运动。　 　　　　　　　　　　　　　　　　　
一 堵点疏通
1．做圆周运动的物体，一定受到向心力的作用，所以分析受力时，必须指出受到的向心力。(　　)
2．匀速圆周运动是匀变速曲线运动，变速圆周运动是变加速曲线运动。(　　)
3．匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。(　　)
4．在光滑的水平路面上，汽车不可以转弯。(　　)
5．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。(　　)
6．火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增大。(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.√
二 对点激活
1.(人教版必修第二册·P30·T3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
答案　C
解析　A受三个力作用，重力和支持力平衡，指向圆心的摩擦力充当向心力，故C正确。
2．(多选)甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，下列哪种情况下甲的向心加速度比较大(　　)
A．它们的线速度相等，乙的运动半径小
B．它们的周期相等，甲的运动半径大
C．它们的角速度相等，乙的线速度小
D．它们的线速度相等，在相同时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙的大
答案　BCD
解析　由an＝知，在v相同的情况下，r甲>r乙时，a甲<a乙，故A错误；由an＝r知，在T相同情况下，r甲>r乙时，a甲>a乙，故B正确；由an＝ωv知，在ω相同情况下，v甲>v乙时，a甲>a乙，故C正确；由