第一节、机械运动 1、 参照物：以某一物体为标准来判断另一物体的运动状态，这个标准就是参照物。相对于这个标准， 如果位置发生变化，则它是运动的，如果位置没有变化，则它是静止的。 2、 选择不同的参照物来观察同一个物体结论可能不同。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参 照物，这就是运动和静止的相对性。 （没有绝对的静止或运动，只有相对静止或运动） 3、 机械运动：物理学里把物体空间位置变化叫做机械运动。 匀速直线运建 宜线运动一 变速直线运动 曲线运动 5、比较物体运动 快慢的方法： ⑴在相同的时间内比较通过的路程 ⑵在相同的路程内比较通过的时间 6、速度:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。它是扌描述物体运动的快慢的物理量。 计算公式： 变形公式： 7、速度单位:国际单位：米/秒，符号:m/s ，读作：米每秒。常用单位：千米 /时，符号:km/h ，读 ⑤常识：人步行速度：米 /秒，自行车速度：4米/秒，汽车速度：30米/秒，光速：3X 108米/秒 第二节、 力的存在 & 力的概念：力是物体对物体的作用。 9、 力产生的条件:①必须有两个或两个以上的物体；②物体间必须有相互作用（不接触也能产生力， 如吸铁石；相互 接触的物体不一定产生力，如相互挨着的课桌） 10、 力的作用效果:①改变物体的形状（发生形变）②改变物体的运动状态（物体的运动状态是否改 谨约匚：h 换算?它表来的米般千米（时，匀速#行时千米出时詔（”米秒 :2m/s=2 X 3. 6kmM=h （过程单位同后）的时间对的谨度，或巷是相同賂 ■/ ?乙 程时的时间，再用公式计算 AT 图像，頁线汽匀速运动 卜t 图像，曰詢匀速运动， :①单位换算过程 ?0 40 19 ，乙九加速运动 （J ）平均违度—皂路捏 吋阿（求棊段路程上朗平均逮度.必须扰出该诺毎及对应的时司）. < ■ 1 I 4V
圆周运动中力与运动的关系 圆周运动的加速度指向圆心，意味着物体所受的作用力在圆心方向上的合力必定指向圆心，其合力的大小为ma，其中a有多种表达方式。 处理的基本思想：按照受力分析的步骤分析找到具体场景中物体可以得到的作用力，在圆周的任意一点处，根据合力的要求处理力与力之间的关系。 例题7、一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶，汽车对桥面的压力等于车重的一半，这座拱桥的半径是m。若要使汽车过桥顶时对桥面无压力，则汽车过桥顶时的速度大小至少是m/s。 练习1、如图所示，长为R的轻质杆（质量不计），一端系一质量为m的小球（球大小不计），绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动，若小球最低点时，杆对球的拉力大小为1.5mg，求： ①小球最低点时的线速度大小？ ②小球通过最高点时，杆对球的作用力的大小？ ③小球以多大的线速度运动，通过最高处时杆对球不施力？ 练习2、“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如右图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r.若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，则 （1）演员的速度。（2）演员对桶壁的压力。 练习3、如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是 A．受重力和台面的支持力 B．受重力、台面的支持力和向心力 C．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 D．受重力、台面的支持力和静摩擦力 练习4、如图所示，有一质量为M的大圆环，半径为R，被一轻杆固定后悬挂在O点，有两个质量为m 的小环(可视为质点)，同时从大环两侧的对称位置由静止滑下，两小环同时滑到大环底部时，速度都为v， 则此时大圆环对轻杆的拉力大小为() A．(2m＋2M)g B．Mg－2m v2/R C．2m(g＋v2/R)＋Mg D．2m(v2/R－g)＋Mg
物理讲义 1、如图所示，A、B是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为RA=2RB，则两轮边缘上的（） A．角速度之比ωA：ωB=2：1 B．周期之比TA：TB=1：2 C．转速之比nA：nB=1：2 D．向心加速度之比aA：aB=2：1 2、如图所示是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的牙盘（大齿轮），Ⅱ是半径为r2的飞轮（小齿轮），Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为 n（r/s），则自行车前进的速度为（）A．πnr1r3/r2 B．πnr2r3/r1 C．2πnr1r3/r2 D．2πnr2r3/r1 3、如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（） A． B的向心力是A的向心力的2倍 B．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍 C． A、B都有沿半径向外滑动的趋势 D．若B先滑动，则B对A的动摩擦因数μA小于盘对B的动摩擦因数μB
4、两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中的相对位置关系示意图正确的是（） A. B. C. D. 5、一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱形桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥．设两圆弧半径相等，汽车通过拱形桥桥顶时，对桥面的压力FN1为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力为FN2，则FN1与FN2之比=___． 6、铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是（） A．v一定时，r越小则要求h越大 B．v一定时，r越大则要求h越大 C．r一定时，v越小则要求h越大 D．r一定时，v越大则要求h越大 7、如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动。在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止。下列说法正确的是 A．小球A的合力小于小球B的合力 B．小球A与框架间可能没有摩擦力 C．小球B与框架间可能没有摩擦力 D．圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大 8、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）
高中圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲（复习大全） 一、基础知识 匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点，同时它又容易和很多知识综合在一起，形成能力性很强的题目，如除力学部分外，电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点，首先是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动力学规律，现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。 匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变，而方向都是时刻变化的，因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。为了描述其运动的特殊性，又引入周期（T）、 频率（f）、角速度（「）等物理量，涉及的物理量及公式较多。因此，熟练理解、掌握这些概念、公式，并加以灵活选择运用，是我们学习的重点。 1.匀速圆周运动的基本概念和公式 s Y? （1）线速度大小：丁，方向沿圆周的切线方向，时刻变化; $ 2开 （2）角速度丄「，恒定不变量; T二丄 （3）周期与频率.■； 2 2 屮二-- =a = — = （4）向心力，，总指向圆心，时刻变化，向心加速度” 方向与向心力相同； （5）线速度与角速度的关系为］二了，1'> ：」、」、「的关系为 2 加r,- v =——二朝二Z测/ 丁。所以在也、T、了中若一个量确定，其余两个量也就确定了, 而r还和'有关。 【例1】关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（） A.线速度不变 B. 角速度不变 C. 加速度为零 D. 周期不变 解析：匀速圆周运动的角速度和周期是不变的；线速度的大小不变，但方向时刻变化，故匀速圆周运动的线速度是变化的，加速度不为零，答案为B、D。
第3讲 圆周运动 一、匀速圆周运动及描述 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在任意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． 2．运动参量 自测 (多选)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s ，转动周期为2 s ，则( ) A ．角速度为0.5 rad/s B ．转速为0.5 r/s C ．轨迹半径为4 π m D ．加速度大小为4π m/s 2 二、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 n ＝m v 2r ＝mrω2＝m 4π2 T 2r ＝mωv ＝4π2mf 2r .
3．方向 始终沿半径方向指向圆心，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． 判断正误 (1)物体做匀速圆周运动时，因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力．( ) (2)物体做匀速圆周运动时，因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小．( ) (3)物体做匀速圆周运动时，向心力由物体所受的合外力提供．( ) 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，就做逐渐远离圆心的运动． 2.受力特点(如图1) (1)当F ＝0时，物体沿切线方向飞出； (2)当0
第三章运动和力复习提纲 一．机械运动 1．机械运动：物体空间位置发生了变化的运动。也是最简单、最基本的运动形式。 2．参照物：在研究机械运动时，被选作标准的物体叫做参照物。 参照物的选择是任意的（除研究对象本身外），科学中一般取地面或相对于地面静止的物体作为参照物，可以不加以说明；若选取其他合适的物体做参照物研究机械运动时，则要作出说明。3．运动和静止的相对性：运动和静止是相对参照物而言的。选择不同的参照物对同一物体运动的描述结果可能是不同的。 4．机械运动的分类： 根据运动路线的形状，可分为直线运动和曲线运动；而直线运动根据运动快慢是否变化，可分为匀速直线运动和变速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动，即运动的方向和快慢不发生变化的运动。 5．比较物体的快慢有两种方法： ⑴相同时间比较路程，路程大的速度快；⑵相同的路程比较时间，用时少的速度快。 6．速度和平均速度 ⑴速度是表示物体运动快慢的科学量。 ①定义：物体在单位时间内通过的路程叫做速度。 ②计算公式：v=s/t ；变形公式：s=vt t=s/v ③速度单位：国际单位：米/秒，记作：m/s常用单位：千米/时，记作：Km/h 换算关系：1米/秒= 3.6千米/时“1米/秒”表示：物体在1秒内通过的路程为1米。 【注意】Ⅰ在速度计算中，路程、时间、速度三个量必须对应于同一个物体；运算中单位要统一，且要带单位计算。 Ⅱ在匀速直线运动中，任何时刻的速度是一定的，不能认为v与s成正比，与t成反比。 Ⅲ速度常识：人步行的速度为1.3 m/s，自行车的速度为4.2 m/s，高速公路上汽车的速度约为100 Km/h，动车组的速度约为200 Km/h，大型喷气式飞机的速度约为900 Km/h，空气中 声速为340 m/s，光和无线电波（电磁波）的速度3×108 m/s。 ⑵平均速度：当物体做变速直线运动时，由公式v=s/t算出来的速度称为平均速度。即平均速 度等于某段路程及通过这段路程的时间的比值。 二．力的存在 1．力的概念：力是物体对物体的作用。 2．力产生的条件：①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用。
圆周运动讲义（学霸版） 课程简介：PPT(第1页):同学好，我们又见面了，上次课讲的内容巩固好了么，要是感觉有什么问题，可以课后和我联系，我们今天的内容是关于圆周运动的相关概念和知识点，让我们来一起看一下。PPT(第2页):圆周运动部分是必修2的重点内容，主要内容： 1、通过实例，理解圆周运动的快慢； 2、通过比较，理解圆周运动中各物理量之间的关系； 3、通过拓展阅读，体会三种传动方式中各物理量间的关系与应用。PPT(第3页):我们看一下目录，还是老样子，梳理知识体系和解决经典问题实例。 PPT(第4页)：我们先来看一下知识体系的梳理部分。 PPT(第5页)：这是我们关于圆周运动的总框架，知识点部分包括：匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度，匀速圆周运动的向心力，离心现象。 考点包括：圆周运动中的运动学分析、圆周运动中的动力学分析和圆周运动的实例分析。 PPT(第6页)：OK，我们先说一下匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度。 1.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。 2.描述匀速圆周运动的物理量 度的大小。 2.大小：F ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝mωv ＝4π2mf 2r 。3.方向：始终沿半径方向指向圆心，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。 PPT(第8页):好，我们再来看看离心现象。 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.本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势。接下来看一下相关考点，主要考点内容包括：圆周运圆周运动中的动力学分析、先看一下考点一-圆周运动中的运动学分析 的理解 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 ＝v 2 r ＝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。
其中 ) ) 4 ) ) b 图 a 图 七年级科学（下）第三章《运动和力》测试题 、选择题 D. B. C. 实心球在空中上升 实心球从空中下落 实心球在地上越滚越慢 实心球停在地面上 A .船和山 B .山和船 C .地面和山 D .河岸和流水 3?如图是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是（ A . 5?如图，分别用大小相等的力拉和压同一弹簧。该实验表明, 弹 簧受力产生的效果与力的（ ） A .大小有关 B .作用点有关 C.方向有关 D ?大小、方向、作用点都有关 6 ?如图所示，使一薄钢条下端固定，现分别用不同的力去推它，使其发生甲、乙、丙、丁各图所示的形 变。 如果F l =F 3 = F 4>F 2，那么说明力的作用效果跟力的作用点有关的图是 （ ） A .图甲和图乙 '. . ...' 6牛拉力。并使其保持静止，此时弹簧 10?如图所示，某同学实验时在弹簧涮力计的两侧沿水平方向各加 测 力计的示数为（ ） A . 0 牛 B . 3 牛 C . 6 牛 D . 12 牛 1. 2001年9月11日，恐怖分子利用劫持一架质量为 104吨，约载35吨燃油的波音757飞机，水平撞击世 贸大楼的北部塔楼爆炸，使世贸大楼受重创的巨大能量是（ ） A .飞机的重力势能 B .飞机的动能 C .飞机的热能 D .燃油燃烧产生的热能 2.敦煌曲子词中有这样的词句： 满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。 看山恰似走来迎"和 是船行"所选的参照物分别是（ ） F 列哪幅图中的箭头能正确表示球受到的重力的方向（ B .图甲和图丙 C .图甲和图丁 B .撑杆跳高的运动员此时受到重力、杆的作用力和一个向上的推力 C .脱离运动员手后的铅球是在推力下向前运动的，说明运动的物体 一定受到了推力 D . b 图杆被撑杆跳高的运动员压弯了说明力能使物体发生形变 &使用弹簧秤前，应先调节指针指在零刻度线上，再观察其量程。若指针指在零刻度线上方而没有及时 调节就 开始测重力，则所测得的重力大小与真实值相比将是（ ） A .偏小 B .偏大 C .相同 D .不能确定 9. F 1和F 2的大小如图所示，在比较 F 1和F 2的大小时，下列说法中正确的是（ A . F 1 诚成教育教师一对一讲义 教师 学生 日期 时段 课 题 学习目标与分析 学习重点 学习方法 学习内容与过程 教师分析与批注 运动的合成与分解 一、设v 水为水流速度，v 船为船相对静水速度,θ为v 船与河岸的夹角,d 为河宽，船的实际运动分解为两个方向处理。 二、小船渡河问题的分析与求解方法： 小船渡河问题可以分为四类，即能否垂直于河岸过河、过河时间最短、过河位移最短和躲避障碍四类，考查最多的仍是过河最短时间和最短位移两类。 1、若Vc>Vs ，小船要垂直于河岸过河，过河路径最短，应将船头偏向上游，如图1所示：此时过河时间 。 2、若Vc 三、典型题 例题1．如图4-2，河宽d ，水流速度V 1。船在静水中速度V 2，且V 1＜V 2，如果小船航向与河岸成θ角斜向上游，求 (1)它渡河需要多少时间； (2)如果要以最短时间渡河，船头应指向何方？此时渡河位移多少； (3)要以最短位移渡河，船头又指向何方？此时渡河时间是多少？ 变式1、小船在200m 宽的河中横渡，水流速度为2m/s ，船在静水中的航速是4m/s ，求： （1）怎样渡河时间最短？最短时间多少？此时渡河位移？ （2）怎样渡河位移最小？此时渡河时间？ 2、小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发后40s 到达对岸下游120m 处，若船头保持与河岸成α角向上游航行，在出发后50s 到达正对岸，求： （1）水流的速度； （2）船在静水中的速度； （3）河的宽度； （4）船头与河岸的夹角α 3、一条宽度为L 的河，水流速度为V 水，已知船在静水中的速度为V 船，那么： (1)怎样渡河时间最短？ (2)若V 船﹥V 水，怎样渡河位移最小？ (3)若V 船﹤V 水，怎样渡河船漂下的距离最短？ 运动的合成与分解 要注意：①合运动一定是物体的实际运动。 ②分运动之间没有相互联系（独立性）。 ③合运动和分运动所用的时间相等（同时性）。 ④等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动规律 有完全相同的效果。 ⑤合运动和分运动的位移、速度、加速度都遵守平行四边形法则。 例题1．如右图所示汽车以速度v 匀速行驶，当汽车到达某点时，绳子与水平方向恰好成θ角，此时物体M 的速度大小是多少？ θ v 1 v 2 图4-2 简单学习网课程讲义 学科：物理 专题：圆周运动 圆周运动 题一 题面：如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗， 放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面。现 将质量相同的两小球（小球半径远小于碗的半径），分别 从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点 时（） A．两小球的速度大小相等 B．两小球的速度大小不相等 C．两小球对碗底的压力大小相等 D．两小球对碗底的压力大小不相等 题二 题面：一根内壁光滑的细圆管，形状如图所示，放在竖直平面内， 一个球自A口的正上方高h处自由下落。第一次小球恰能抵达B点； 第二次落入A口后，自B口射出，恰能再进入A口，则两次小球下 落的高度之比h l∶h2。 题三 题面：如图是离心轨道演示仪的结构示意图。光滑弧形轨道 下端与半径为R的光滑圆轨道相接，整个轨道位于竖直平面 内。质量为m的小球从弧形轨道上的A点由静止滑下，进入 圆轨道后沿圆轨道运动，最后离开圆轨道。小球运动到圆轨 道的最高点时，对轨道的压力恰好与它所受到的重力大小相等。重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）小球运动到圆轨道的最高点时速度的大小； R h A （2）小球开始下滑的初始位置A 点距水平面的竖直高度h 。 题四 题面：一根长为L 的细绳，一端拴在水平轴O 上，另一端有一个质量为m 的小球，现使细绳位于水平位置，并且绷直，如图所示，给小球一个作用，使它得 到一定的向下的初速度。 （1）这个初速度至少多大，才能使小球绕O 点在竖直面内做圆 周运动？ （2）如果在轴O 竖直上方A 点处钉一个钉子，已知AO =23L ，小球以上问中的最小速度开始运动，当它运动到O 点的竖直上方， 细绳刚接触到A 点的钉子时，细绳受到的力有多大？ 题五 题面：一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm 的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标 表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中△t 1=1.0×10－3s ，△t 2=0.8×10－3s ． （1）利用图乙中的数据求1 s 时圆盘转动的角速度； （2）如果圆盘半径足够大，传感器将接收到许多激光信号，求图 乙中第n 个激光信号的宽度Δt n . 讲义参考答案 题一答案： BC 甲 乙 匀速圆周运动的实例分析 - 教学 知识目标 1、进一步理解向心力的概念． 2、理解向心力公式，进一步明确匀速圆周运动的产生条件，掌握向心力公式的应用． 能力目标 1、培养在实际问题中分析向心力来源的能力． 2、培养运用物理知识解决实际问题的能力． 情感目标 1、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯． 教学 教材分析 教材首先明确提出向心力是按效果命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力，接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题．后面又附有思考与讨论，开拓学生的思维． 教法建议 1、培养学生分析向心力来源的能力，分析问题时，要首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析，并让学生清楚地认识 到求出物体沿半径方向受到的合外力，就是提供给物体做圆周运动的向心力． 2、培养学生运用物体知识解决实际问题的能力．通过例题的分析与讨论（结合动画或课件），引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法．即：第一：根据物体受力情况分析向心力的来源，做匀速圆周运动的物体． 第二：运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力． 第三：由物体实际受到的力提供了它所需要的向心力，列出方程 3、可多举一些实例让学生分析．向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供，也可由它们的合力提供． 4、在讲述汽车过拱桥的问题时，汽车做的是变速圆周运动，对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出：在变速圆周运动中，物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度，向心力公式仍是适用的．但要注意，对于物体做匀速圆周运动的情况，只有在物体通过最高点和最低点时，向心力才是合外力．同时，还可以向学生指出：此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象，是发生在圆周运动中的超重或失重现象． 教学 教学 教学 主要设计： 一、讨论向心力的来源： 1.2圆周运动 一、匀速圆周运动 1、基本物理量 半径r 、线速度v 、角速度ω、周期T 、频率f 、转速n 、向心加速度a n 、向心力F n 2、物理量之间的关系 v r ω= 1 T f = n f = 222r v rf rn T πππ= == 222f n T πωππ=== 22 224==n n v F ma m m r m r r T πω== 例1、半径为R 的圆柱夹在互相平行的两板之间，两板分别以速 度v1，v2反向运动，圆柱与板无相对滑动。问圆柱上与板接触 的A 点的加速度是多少？ 例2、如图一半径为R 的刚性圆环竖直地在刚性水平地面上作纯滚动， 圆环中心以不变的速度v o 在圆环平面内水平向前运动．求圆环圆心等高 的P 点的瞬时速度和加速度． 例3、缠在线轴上的线绕过滑轮B 后，以恒定速度v0被拉出， 如图所示，这时线轴沿水平面无滑动滚动。求线轴中心点 O 的 速度随线与水平方向的夹角 α 的变化关系。（线轴的内、外半径 分别为r 和R ） 二、变速圆周运动 速率变化的圆周运动，加速度不再沿着半径方向。可以加速度分解为半径方向的向心加速度a n 和切线方向的切向加速度a t 。向心加速度a n 改变速度方向，切向加速度a t 改变速度大小。此时，角速度的大小也在变化，角速度变化的快慢叫做角加速度β。 =t dv d r dt dt a r ωβ= 例4、如图所示，在离水面高度为h 的岸边，有人用绳子拉船靠 岸，若人拉绳的速率恒为v 0，试求船在离岸边s 距离处时的速度 和加速度。 例5、如图所示，直杆AB 以匀速v 0搁在半径为r 的固定圆 环上做平动，试求图示位置时， 杆与环的交点M 的速度 和加速度。 例6、一个半径为R 的半圆柱体沿水平方向向右以加速度a 运动。 在半圆柱体上搁置一根竖直杆，此杆只能沿竖直方向运动，如图所 示。当杆与半圆柱体接触点P 与柱心的连线与竖直方向的夹角为θ时，半圆柱体的速度为v ，求此时竖直杆运动的速度和加速度。 例7、图中所示为用三角形刚性细杆AB 、BC 、CD 连成的平面连杆结构图。AB 和CD 杆可分别绕过A 、D 的垂直于纸面的固定轴转动，A 、D 两点位于同一水平线上。BC 杆的两端分别与AB 杆和CD 杆相连，可绕连接处转动（类 圆周运动 1、定义:物体运动轨迹为圆称物体做圆周运动。 ２、分类： ⑴匀速圆周运动: 质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。 物体在大小恒定而方向总跟速度的方向垂直的外力作用下所做的曲线运动。 注意：这里的合力可以是万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力——绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重力与弹力的合力——锥摆、静摩擦力——水平转盘上的物体等． ⑵变速圆周运动:如果物体受到约束,只能沿圆形轨道运动，而速率不断变化——如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动，是变速率圆周运动．合力的方向并不总跟速度方向垂直． 3、描述匀速圆周运动的物理量 （1）轨道半径(r )：对于一般曲线运动,可以理解为曲率半径。 (2）线速度(ｖ）: ①定义：质点沿圆周运动，质点通过的弧长Ｓ和所用时间t 的比值,叫做匀速圆周运动的线速度。 ②定义式:t s v = ③线速度是矢量：质点做匀速圆周运动某点线速度的方向就在圆周该点切线方向上，实际 上，线速度是速度在曲线运动中的另一称谓，对于匀速圆周运动,线速度的大小等于平均速率。 (３）角速度(ω,又称为圆频率）： ①定义：质点沿圆周运动，质点和圆心的连线转过的角度跟所用时间的比值叫做匀速圆周运动的角速度。 ②大小：T t π ? ω2= = （φ是ｔ时间内半径转过的圆心角) ③单位：弧度每秒(ra ｄ/s ） （４）周期（T )：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。 （５）频率(ｆ,或转速ｎ）：物体在单位时间内完成的圆周运动的次数。 各物理量之间的关系： r t r v f T t rf T r t s v ωθππθωππ== ??? ??? ?? ====== 2222 圆周运动受力分析 1月3日 ? 训练1：匀速圆周运动向心力分析 1. 质量为m 的小球，用长为l 的线悬挂在O 点，在O 点正下方 2 l 处有一光滑的钉子O′，把小球拉到与O′在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示.将小球从静止释放.当球第一次通过最低点P 时，( ). A.小球速率突然减小 B.小球加速度突然减小 C.小球的向心加速度突然减小 D.摆线上的张力突然减小 【提示】注意运动方向上没有力的作用，所以不用考虑速度的变化，最后根据速度不变，推导向心力变小，拉力变小。 【答案】BCD 2. 个小狗拉雪橇在水平面内圆弧轨道匀速行驶，如图所示画出了雪橇受到的牵引力F 和摩擦力f 之间的可能的方向关系示意图，其中正确的是：（ ） 【解析】 摩擦力方向和运动方向相反，所以沿着切线，排除BC ．要有力提供向心力，所以选D 【答案】 D 3. 圆锥摆如右图所示，质量为m 的小球通过细绳挂着，在水平平面内以角速度ω转动，细绳与竖 直方向夹角为θ，悬挂点到小球所在水平面距离为h ，绳子长度l 小球转动的周期为T ，下列说法正确的是：（ ） A ．质量增加，别的不变，则h 变大； B ．转动的角速度增加，则θ增大； C ．角速度增加，则h 增大； D ．转动的周期T 跟m 无关； 【解析】 如图所示稳定运动的时候绳子的拉力和重力的合力提供向心力． 2tan tan m h mg ωθθ=化简得到2h g ω=可见h 和质量无关和角速度反相关；所以排除A ， C ．角速度增加，h 变小，绳子长度不变，cos h l θ= 所以θ增大，B 正确； 2T π ω = 只跟h ，g 有关，跟质量无关，所以D 也正确． 【答案】 B D 4. 如图所示，半径为r 的圆筒，绕竖直中心轴OO '转动，小物块a 靠在圆筒的内壁 上，它与圆筒的摩擦因数为μ．现要使a 不下滑，则圆筒转动的角速度ω应至少为（ ） A B 【解析】 水平方向上2N mr ω=，竖直方向上mg N μ≤ ．故ω≥ 【答案】 D 5. 如图所示，两个用同种材料制成的靠摩擦传动的轮A 和B 水平放置，两轮 半径2A B R R =．当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘上放置的小木块恰能 相对静止在A 轮边缘上，若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮也静止，则木块距B 轮转轴的最大距离为（ ） A ．/4 B R B ．/3B R C ．/2B R D ．B R 【解析】 两轮边缘上的线速度相等，由v R ω=得， 1 2 A B A B R R ωω==．小木块恰能静止在A 轮边缘，最大静摩擦力提供向心力，2 A A mg mR μω=．设放在 B 轮上能使木块相对静止的距B 转轴的最 大距离为r ，则2 B m g m r μω=．由以上两式得22A A B R r ωω=，所以2 211 242A A B B B r R R R ωω==?=．故 选项C 正确． 【答案】 C 6. 如图所示，OO '为竖直轴，MN 为固定在OO '上的水平光滑杆，有两个质量相 同的金属球A B 、套在水平杆上，AC 和BC 是抗拉能力相同的两根细线，C 端固定在转轴OO '上。当绳拉直时，A B 、两球转动半径之比为2:1，则当转轴的角速度逐渐增大时 A ．AC 先断 B ．B C 先断 C ．两线同时断 D ．不能确定哪段线先断 【解析】 2 2cos cos A A B B F mr F mr αωβω?=??=??，又有cos cos A B r AC r BC αβ=??=?，可由AC BC >解出A B F F > 【答案】 A 7. 如图所示，小物体A 与水平转盘间的最大静摩擦力m 5N f =，A 与转盘圆心间 的距离为0.5m ，A 的质量1kg m =，且和一端固定在圆心的弹簧相连，弹簧 自然长度00.4m l =，劲度系数100N/m k =． 如果要二者保持相对静止地一起 圆周运动 一、匀速圆周运动 1、基本物理量 半径r 、线速度v 、角速度ω、周期T 、频率f 、转速n 、向心加速度a n 、向心力F n 2、物理量之间的关系 v r ω= 1 T f = n f = 222r v rf rn T πππ= == 222f n T πωππ=== 22 224==n n v F ma m m r m r r T πω== 例1、半径为R 的圆柱夹在互相平行的两板之间，两板分别以速 度v1，v2反向运动，圆柱与板无相对滑动。问圆柱上与板接触 的A 点的加速度是多少？ 例2、如图一半径为R 的刚性圆环竖直地在刚性水平地面上作纯滚动， 圆环中心以不变的速度v o 在圆环平面内水平向前运动．求圆环圆心等高 的P 点的瞬时速度和加速度． 例3、缠在线轴上的线绕过滑轮B 后，以恒定速度v0被拉出， 如图所示，这时线轴沿水平面无滑动滚动。求线轴中心点 O 的 速度随线与水平方向的夹角 α 的变化关系。（线轴的内、外半径 分别为r 和R ） 二、变速圆周运动 速率变化的圆周运动，加速度不再沿着半径方向。可以加速度分解为半径方向的向心加速度a n和切线方向的切向加速度a t。向心加速度a n改变速度方向，切向加速度a t改变速度大小。此时，角速度的大小也在变化，角速度变化的快慢叫做角加速度β。 = t dv d r dt dt a r ω β = 例4、如图所示，在离水面高度为h的岸边，有人用绳子拉船靠 岸，若人拉绳的速率恒为v 0，试求船在离岸边s距离处时的速度 和加速度。 例5、如图所示，直杆AB以匀速v0搁在半径为r的固定圆 环上做平动，试求图示位置时，杆与环的交点M的速度 和加速度。 圆周运动讲义 【知识点】 1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧的长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动。 匀速圆周运动是一种变加速曲线运动，虽然匀速圆周运动的速度大小不变，但它的速 度的方向时刻在发生变化，所以匀速圆周运动不是匀速圆周运动，而是匀速率圆周运动。 2．线速度v ①物理意义：描述物体做圆周运动快慢的物理量； ②定义：质点沿圆周运动通过的弧长s 和所以时间t 的比值叫做线速度 ③大小：v ＝s/t ，单位：m/s ④矢量，它的方向是质点在圆周上某点沿圆周上的切线方向。实际上就是该点的瞬时速度。 3．角速度ω ①物理意义：描述质点转过的圆心角的快慢 ②定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度?跟所用时间t 的比值，就是质点运动的角速度。 ③大小：ω＝?/t ，单位：rad/s ④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 4．周期T 、频率f 和转速n ①周期T ：在匀速圆周运动中，物体沿圆周转过一周所用的时间叫做匀速圆周运动的周 期。在国际单位制中，单位是秒（s ）。匀速圆周运动是一种周期性的运动。 ②频率f ：每秒钟完成圆周运动的转数。在国际单位制中，单位是赫兹（Hz ）。 ③转速n ：单位时间内做匀速圆周运动的物体转过的转数。在国际单位制中，单位是转 /秒（n/s ）. 匀速圆周运动的T 、f 和n 均不变。 5．描述匀速圆周运动的物理量之间的关系 ①线速度和角速度间的关系: ②线速度和周期的关系: ③角速度和周期的关系: ④周期和频率之间的关系: 6.描述圆周运动的动力学物理量———向心力 （1）向心力来源：向心力是根据力的作用效果命名的，不是一种特殊的性质力。向心 力可以是某一个性质力，也可以是某一个性质力的分力或某几个性质力的合力。 做匀速圆周运动的物体向心力是所受外力的合力 做非匀速圆周运动的物体，其向心力为沿半径方向的外力的合力，而不是物体所受合外力。 （2）向心力大小：根据牛顿第二定律和向心加速度公式可知，向心力大小为： 22224T r m r m r v m F πω=== 其中r 为圆运动半径。 （3）向心力的方向：总是沿半径指向圆心，与速度方向永远垂直。 （4）向心力的作用效果：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。 第3章《运动和力》1-5节 姓名： 3.1 机械运动 1、机械运动：一个物体相对于另一个物体位置的变化。 2、参照物：为研究物体的运动假定不动的物体（不能选择所研究的对象本身作为参照物） 如果选择的参照物不同，描述结果可能是不同的。所以运动和静止是_相对_的 例1：小船在河里顺流漂下，船上坐着一个人，河岸上有树，如果以人作为参照物，那么小船是 ， 河水是 ，树是 ，河岸是 的 例2在新型飞机的研制中，将飞机模型放在风洞中固定不动，让风（高速流动的空气)迎面吹来，可以模拟飞机在空中的飞行情况，在此情境中下列说法正确的是（ ） A ．飞机模型相对于地面是运动的 B ．飞机模型相对于空气是运动的 C ．空气相对于地面是静止的 D ．空气相对于飞机模型是静止的 3、机械运动的分类：按运动路线分：直线运动和曲线运动 按运动快慢是否变化分：匀速直线运动和变速直线运动 4、比较物体运动快慢的两种方法： ① 比较相同时间内通过的路程；② 比较通过相同路程所用的时间。 5、速度：物体在单位时间内通过的路程，速度是描述物体 运动快慢 的物理量 速度（v ）＝）时间（）路程（t s 变形公式：① s ＝v t 、② t ＝v s 某物体速度是10米/秒，它表示物体在1秒钟内通过的路程是10米。 单位换算关系：1米／秒（m ／s ）＝3.6千米／时（km ／h ） 例：某车沿平直的公路匀速行驶，1分钟通过了600米的路程，求该车的速度为多少米每秒？合多少千米每时? （写出计算过程） 3.2 力的存在 1．力是物体对物体的作用，产生力的条件是（1）两个物体（2）相互作用（但不一定接触，如重力） 2．力的作用效果：力可以改变物体的形状（发生形变）；力可以改变物体的运动状态。 物体的运动状态是否改变指：物体速度大小和运动方向是否改变。 第一节匀速圆周运动 学习目标：1.[物理观念]知道什么是圆周运动和匀速圆周运动。 2.[物理观念]会描述圆周运动的快慢，掌握线速度、角速度、周期的定义及它们之间的关系。 3.[科学思维]学会用比值定义法来描述物理量。会应用公式进行线速度、角速度、周期、频率、转速的计算。 4.[科学态度与责任]会分析常见的传动装置问题。 一、线速度和角速度 1．圆周运动：质点的运动轨迹是的运动。 2．匀速圆周运动：质点的不随时间变化的圆周运动。 3．线速度 (1)定义：质点做匀速圆周运动时，质点通过的跟通过这段弧长所用的比值。 (2)公式：v＝。 (3)矢量性：线速度是量，其方向在圆周该点的方向上。 (4)单位：国际单位制中其单位是米每秒，符号是m/s。 (5)意义：表示匀速圆周运动的。 4．角速度 (1)定义：质点做匀速圆周运动时，质点所在半径转过的跟所用的比值。 (2)公式：ω＝θt。 (3)单位：国际单位制中其单位是。符号是。 (4)意义：表示匀速圆周运动转动的快慢。 5．周期 (1)定义：匀速圆周运动的质点运动一周所用的，用符号表示。 (2)单位：国际单位制中其单位是秒，符号s。 6．转速 (1)定义：物体转过的与所用时间的比值，用符号表示。 (2)单位：转速的单位是转每秒，符号是，或者转每分，符号是。 二、线速度、角速度、周期间的关系 1．线速度与周期的关系为v＝。 2．角速度与周期的关系为ω＝。 3．线速度与角速度的关系为v＝。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)匀速圆周运动是变速曲线运动。() (2)匀速圆周运动的线速度恒定不变。() (3)匀速圆周运动的角速度恒定不变。() (4)若匀速圆周运动的周期相同，则角速度大小及转速都相同。() 2．(多选)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是() A．匀速圆周运动是匀速运动 B．匀速圆周运动是变速运动 C．匀速圆周运动是线速度不变的运动 D．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动 3．关于地球上不同位置的物体随地球自转的角速度关系、线速度大小关系，下列说法正确的是() A．处于同一纬度线上的海拔相同的物体线速度大小相等 B．处于同一经度线上的物体线速度大小相等 C．在赤道上的物体角速度最大 D．在两极处的物体线速度最大 匀速圆周运动及描述的物理量 日常生活中，时钟指针的尖端、摩天轮上的座舱、电风扇工作时叶片上的点都在做圆周运动，它们的运动有何共同点？有什么不同之处？ 知识点一、描述圆周运动的物理量及其相互关系 1．描述圆周运动的物理量主要有 线速度、 角速度、 周期、 转速、 向心加速度、 向心力 2.各物理量之间的相互关系 (1)v ＝________________________ (2)a n ＝________________________ (3)F n ＝________________________ 例题1、 (2014·荆州中学模拟)如图图4－3－5所示，B 和C 是一组塔轮，即B 和C 半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为R B ∶R C ＝3∶2，A 轮的半径大小与C 轮相同，它与B 轮紧靠在一起，当A 轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B 轮也随之无滑动地转动起来． a 、 b 、 c 分别为三轮边缘的三个点，则a 、b 、c 三点在运动过程中的( ) A ．线速度大小之比为3∶2∶2 B ．角速度之比为3∶3∶2 C ．转速之比为2∶3∶2 D ．向心加速度大小之比为9∶6∶4 图4－3－5 【迁移应用】 1. (多选)如图4－3－6所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r 1，从动轮的半径为r 2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是( ) A ．从动轮做顺时针转动 B ．从动轮做逆时针转动 C ．从动轮的转速为r 1r 2 n D ．从动轮的转速为r 2 r 1 n 图4－3－6 (1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同． (2)皮带传动：不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等． 知识点二、匀速圆周运动 1．匀速圆周运动 物体沿圆周运动，并且线速度_______处处相等的运动． 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______． 例题2、(2014·朝阳区模拟)图4－3－7甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋．若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l＝10 m，质点的质量m＝60 kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d＝4.0 m，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ＝37°(不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)，质点与转盘一起做匀速圆周运动时，求： (1)绳子拉力的大小； (2)转盘角速度的大小． 甲乙 图4－3－7 【迁移应用】 ●某个力提供向心力情况分析 2. (多选)如图4－3－8所示，一圆盘可绕通过其中心且垂直于盘面的竖直轴转动，盘上距中心r处放置一个质量为m的小物体，物体与盘面间滑动摩擦因数为μ，重力加速度为g.一段时间内观察到圆盘以角速度ω做匀速转动，物体随圆盘一起(相对静止)运动．这段时间内() A．物体受到圆盘对它的摩擦力，大小一定为μmg，方向与物体线速度方向相同 B．物体受到圆盘对它的摩擦力，大小一定为mω2r，方向指向圆盘中心 C．物体受到圆盘对它的摩擦力，大小可能小于μmg，方向指向圆盘中心 D．物体受到圆盘对它的摩擦力，大小可能小于mω2r，方向背离圆盘中心运动的合成 匀速圆周运动讲义
圆周运动-高中物理讲义
匀速圆周运动的实例分析 -
江苏省南京物理竞赛讲义-1.2圆周运动
圆周运动辅导班讲义
圆周运动受力分析-老师版
高中物理竞赛讲义-圆周运动
圆周运动讲义
第3章《运动和力》1-5节
第2章 第1节 匀速圆周运动—2020-2021学年新教材粤教版高中物理必修第二册讲义学案
圆周运动及其应用讲义
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