1、第四章第四章 曲线运动曲线运动 万有引力万有引力第第3 3课时课时 圆周运动圆周运动 描述圆周运动的物理量主要有线速度、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、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：向心力等，现比较如下表：定义、意义定义、意义公式、单位公式、单位线线速速度度描述圆周运动的物体运描述圆周运动的物体运动动 的物理量的物理量(v)(v)是矢量，方向和半径垂直是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切，和圆周相切v v .单位：单位：m/sm/s角角速速度度描述物体绕圆心描述物体绕圆心 的物理量的物理量()()中学不研究其方向中学不研究其
2、方向 .单位：单位：rad/srad/s周周期期和和转转速速周期是物体沿圆周运周期是物体沿圆周运动动 的时间：的时间：(T)(T)转速是物体单位时间转过转速是物体单位时间转过的的 (n)(n)，也叫，也叫频率频率(f)(f)T T 单位：单位：s sn n的单位：的单位：r/sr/s、r/minr/min，f f的单的单位：位：HzHz快慢快慢转动快慢转动快慢一周一周圈数圈数向向心心加加速速度度描述速度描述速度 变化变化 的物理量的物理量(a)(a)方向指向圆心方向指向圆心a a .单位：单位：m/sm/s2 2向向心心力力作用效果是产生向心加速度，作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的只改
3、变线速度的 ，不，不改变线速度的改变线速度的 方方向指向向指向 .F Fmrmr2 2 .单位：单位：N N相相互互关关系系v vrr .F F mvmv442 2mfmf2 2r r方向方向快慢快慢方向方向大小大小圆心圆心rr2 2考点一圆周运动中的运动学分析考点一圆周运动中的运动学分析【例【例1 1】如图，轮如图，轮O O1 1、O O3 3固定在同一转轴上，轮固定在同一转轴上，轮O O1 1、O O2 2用皮带连接且不打滑在用皮带连接且不打滑在O O1 1、O O2 2、O O3 3三个轮的边三个轮的边缘各取一点缘各取一点A A、B B、C C，已知三个轮的半径比，已知三个轮的半径比r
4、r1 1r r2 2r r3 3211211，求：，求：(1)(1)A A、B B、C C三点的线速度大小之三点的线速度大小之v vA Av vB Bv vC C；(2)(2)A A、B B、C C三点的角速度之比三点的角速度之比A AB BC C；(3)(3)A A、B B、C C三点的向心加速度大小三点的向心加速度大小a aA Aa aB Ba aC C.解题技巧解题技巧（1 1）同轴转动物）同轴转动物体角速度相等体角速度相等113:ABCr r rv v v（2 2）皮带传动物）皮带传动物体边缘线速度相等体边缘线速度相等2:2:1212:ABCr r r1:2:1:2:4:1ABCa a
5、 a 1 1定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长内通过的圆弧长 就是匀速圆周运动就是匀速圆周运动2 2特点：加速度大小特点：加速度大小 ，方向始终指，方向始终指向向 ，是变加速运动，是变加速运动3 3条件：合外力大小条件：合外力大小 、方向始终、方向始终 与与 方向垂直且指向圆心方向垂直且指向圆心 思考思考：匀速圆周运动是不是匀变速曲线运动？：匀速圆周运动是不是匀变速曲线运动？相等相等不变不变圆心圆心不变不变速度速度提示：不是，因为在匀变速曲线运动中，提示：不是，因为在匀变速曲线运动中，加速度加速度是恒量，不但其大小不变，而且方向也不变是恒
6、量，不但其大小不变，而且方向也不变 匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较匀速圆周运动匀速圆周运动运运动动性性质质是速度大小不变，方向时是速度大小不变，方向时刻变化的变速曲线运动，刻变化的变速曲线运动，是加速度大小不变而方向是加速度大小不变而方向时刻变化的变加速曲线运时刻变化的变加速曲线运动动加加速速度度加速度方向与线速度方向加速度方向与线速度方向垂直即只存在向心加速垂直即只存在向心加速度，没有切向加速度度，没有切向加速度向向心心力力 F F合合F F向向非匀速圆周运动非匀速圆周运动是速度大小和方向都变化是速度大小和方向都变化的变速曲线运动，是加速的变速曲线运动，
7、是加速度大小和方向都变化的变度大小和方向都变化的变加速曲线运动加速曲线运动由于速度的大小、方向均由于速度的大小、方向均变，所以不仅存在向心加变，所以不仅存在向心加速度且存在切向加速度，速度且存在切向加速度，合加速度的方向不断改变合加速度的方向不断改变 思路点拨思路点拨D 1向心力有哪些主要特点？(1)大小：F向ma向m m2rm rm(2n)2r(2)方向：总是沿半径方向指向圆心，方向时刻改变，是变力(3)效果：产生向心加速度仅改变速度的方向，不改变速度的大小(4)产生：向心力是按效果命名的，不是性质力，它可以是某一个力，也可以是某一个力沿某方向的分力，也可以是某几个力的合力考点二圆周运动中的
8、动力学分析考点二圆周运动中的动力学分析解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意，确定研究对象；明确物体做圆周运动的平面是至关重要的一环(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)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程1 1定义定义 做匀速圆周运动的物体，在合外做匀速圆周运动的物体，在合外 力力 或者不足以提供做圆周运动或者不足以提供做圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动的运动2 2离心运动的成因离心运动的成因做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总
9、有沿做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向着圆周切线方向飞出去的倾向突然消失(1)(1)当当F Fmrmr2 2时，物体做时，物体做 运动；运动；(2)(2)当当F F0 0时，物体沿时，物体沿 飞飞出；出；(3)(3)当当F F mrmr2 2，物体渐，物体渐渐向圆心靠近如图所示渐向圆心靠近如图所示匀速圆周匀速圆周切线方向切线方向 如图是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面如图是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动对于摩托车若超过此速度，摩托车将发生滑
10、动对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是滑动的问题，下列论述正确的是()A A摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用用 B B摩托车所受外力的合力小于所需的向心力摩托车所受外力的合力小于所需的向心力 C C摩托车将沿其线速度的摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去方向沿直线滑去 D D摩托车将沿其半径方向摩托车将沿其半径方向沿直线滑去沿直线滑去B B假设某新型国产机车总质量为假设某新型国产机车总质量为m m，沿青藏铁路运，沿青藏铁路运行如图所示，已知两轨间宽度为行如图所示，已知两轨间宽度为L L，内外轨高，内外轨高度差为度差为H H，重力加速度为，重力加速度
11、为g g，如果机车要进入半径为如果机车要进入半径为R R的的弯道，请问，该弯道处的弯道，请问，该弯道处的设计速度为多少最适宜？设计速度为多少最适宜？解析：如上图所示设轨道与水平面的夹角为解析：如上图所示设轨道与水平面的夹角为，则，则sin sin ，由向心力公式和几何关，由向心力公式和几何关系可得：系可得：mgmgtan tan ，tan tan 解得：解得：v v 18用极限法分析圆周运动的临界问题1919竖直平面内圆周运动中的绳模型与杆模型问竖直平面内圆周运动中的绳模型与杆模型问题题 1919竖直平面内圆周运动中的绳模型与杆模型问题竖直平面内圆周运动中的绳模型与杆模型问题 【例【例4】如图
12、，竖直环如图，竖直环A半径为半径为r，固定在木板，固定在木板B上，木板上，木板B放放在水平地面上，在水平地面上，B的左右两侧的左右两侧各有一挡板固定在地上，各有一挡板固定在地上，B不不能左右运动，在环的最低点静能左右运动，在环的最低点静放有一小球放有一小球C，A、B、C的质的质量均为量均为m.现给小球一水平向右现给小球一水平向右的瞬时速度的瞬时速度v，小球会在环内，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起在竖直方向上跳起(不计小球与不计小球与环的摩擦阻力环的摩擦阻力)，则，则瞬时速度瞬时速度v必须满足必
13、须满足()A最小值最小值 B最大值最大值 C最小值最小值 D最大值最大值为了使环在竖直方向不为了使环在竖直方向不跳起，对环跳起，对环N2FmgN对小球：对小球：4gr6gr3gr7grD2m gmgN小球从最低点到最高点：小球从最低点到最高点：2211222mmmg r高vv小球在最高点小球在最高点 FN=0 时，时，速度最小，速度最小，对应对应v最小最小min5grv此时小球速度最大，此时小球速度最大，对应对应v最大最大max7grv2NvFmgmr高mgFNC图图7 受力如图受力如图rArBD图图9CD(3)(3)第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最
14、大距离离x x.再见再见题组扣点题组扣点课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养高考模拟高考模拟第第3 3课时课时 圆周运动圆周运动1 1、文中有多处细节描写，请找出来并谈谈这些细节描写对于刻画人物、表现作品主题的作用。、文中有多处细节描写，请找出来并谈谈这些细节描写对于刻画人物、表现作品主题的作用。把握文章内容，梳理人物事迹，体会人物精神，认识人物形象在当代的意义2特写式，侧重于写人物的一时一事或某一侧面。虽然比一般的特写涉及的范围大得多，但属于集中于一事、一个侧面的写法。真正写一时一事的人物通讯，也很常见。3.寻找寻找诗词中的标志性语言。如在以时空为序的诗词中要注意寻找表示时空转换的诗词中
15、的标志性语言。如在以时空为序的诗词中要注意寻找表示时空转换的词语词语，句子句子；写景抒情或托物言志的诗词中要注意末尾卒章显志的抒情议论句。；写景抒情或托物言志的诗词中要注意末尾卒章显志的抒情议论句。4这这首诗之所以一直令后人传诵不已，主要是因为它以月为主体，为我们描绘了一幅春江花月夜的美丽画图，表现了一种迥绝的宇宙意识，一个更深沉、更寥廓、更宁静的境界。首诗之所以一直令后人传诵不已，主要是因为它以月为主体，为我们描绘了一幅春江花月夜的美丽画图，表现了一种迥绝的宇宙意识，一个更深沉、更寥廓、更宁静的境界。5.春天春天的江潮水势浩荡，与大海连成一片，一轮明月从海上升起，好像与潮水一起涌出来。的江潮
16、水势浩荡，与大海连成一片，一轮明月从海上升起，好像与潮水一起涌出来。6.月光月光照耀着春江，随着波浪闪耀千万里，所有地方的春江都有明亮的月光照耀着春江，随着波浪闪耀千万里，所有地方的春江都有明亮的月光。江水。江水曲曲折折地绕着花草丛生的原野流淌，月光照射着开遍鲜花的树林好像细密的雪珠在闪烁。曲曲折折地绕着花草丛生的原野流淌，月光照射着开遍鲜花的树林好像细密的雪珠在闪烁。7.不知不知江上的月亮等待着什么人，只见长江不断地一直运输着流水江上的月亮等待着什么人，只见长江不断地一直运输着流水。游子。游子像一片白云缓缓地离去，只剩下思妇站在离别的青枫浦不胜忧愁像一片白云缓缓地离去，只剩下思妇站在离别的青枫浦不胜忧愁。8.全全诗三章，每章四句，全是重章叠句，仅仅只变换了少数几个动词，其余一概不变，反复地表达劳动的过程，劳动成果的由少至多也就表达出来，充满了劳动的欢欣，洋溢着劳动的热情。诗三章，每章四句，全是重章叠句，仅仅只变换了少数几个动词，其余一概不变，反复地表达劳动的过程，劳动成果的由少至多也就表达出来，充满了劳动的欢欣，洋溢着劳动的热情。
