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第三讲圆周运动及应用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第1页第2页一、描述圆周运动物理量及其相互关系一、描述圆周运动物理量及其相互关系 描述圆周运动物理量主要有线速度、角速度、周期、描述圆周运动物理量主要有线速度、角速度、周期、转速、向心加速度、向心力等,现比较以下表:转速、向心加速度、向心力等,现比较以下表:相切相切快慢快慢第3页圈数圈数转动快慢转动快慢第4页方向方向方向方向圆心圆心圆心圆心大小大小第5页二、匀速圆周运动与非匀速圆周运动二、匀速圆周运动与非匀速圆周运动两种运动详细比较以下表两种运动详细比较以下表项项目目匀速匀速圆圆周运周运动动非匀速非匀速圆圆周运周运动动定定义义线速度大小不变圆周运动线速度大小不停改变圆周运动运运动动特点特点F向
2、、a向、v均大小不变,方向改变,不变F向、a向、v大小、方向均发生改变,发生改变向心向心力力F向向F合合由F合沿半径方向分力提供第6页三、离心运动和近心运动三、离心运动和近心运动1离心运动离心运动(1)本质:本质:离心现象是惯性表现离心现象是惯性表现离心运动并非沿半径方向飞出运动,而是运动半径变离心运动并非沿半径方向飞出运动,而是运动半径变大,或沿切线方向飞出大,或沿切线方向飞出离心运动并不是受到什么离心力作用离心运动并不是受到什么离心力作用第7页(2)受力特点:受力特点:当当F 时时,物体做匀速,物体做匀速圆圆周运周运动动;当当F0时时,物体沿,物体沿 飞飞出;出;当当Fmr2时时,物体逐步
3、,物体逐步远远 图图431离离圆圆心,心,F为实际为实际提供向心力如提供向心力如图图431所表示所表示mr2切切线线第8页2向心运动向心运动当提供向心力合外力大于做圆周运动所需向心力时,即当提供向心力合外力大于做圆周运动所需向心力时,即F mr2,物体渐渐向圆心运动如图,物体渐渐向圆心运动如图431所表示所表示第9页尤其提醒尤其提醒物体运动状态是由力决定,物体做离心运物体运动状态是由力决定,物体做离心运动还是近心运动,关键是看提供向心力和所需向心力大动还是近心运动,关键是看提供向心力和所需向心力大小关系小关系第10页1.如图如图432为一个早期自行车,这种不带链条传动为一个早期自行车,这种不带
4、链条传动自行车前轮直径很大,这么设计在当初主要是自行车前轮直径很大,这么设计在当初主要是为了为了 ()图图432第11页A.提升速度提升速度B提升提升稳稳定性定性C骑骑行方便行方便 D减小阻力减小阻力第12页解析:解析:人蹬自行人蹬自行车车角速度与自行角速度与自行车车前前轮轮相同,依据相同,依据vr,前,前轮轮半径很大,其半径很大,其线线速度也很大,能速度也很大,能够够提升自提升自行行车车前前进进速度,速度,选项选项A正确正确答案:答案:A第13页2如如图图433为质为质点点P、Q做匀速做匀速圆圆周运周运动动加速度随半径改加速度随半径改变变图线图线,表示,表示质质点点P图线图线是双曲是双曲线线
5、,表示,表示质质点点Q图线图线是是过过原点原点一条直一条直线线,由,由图线图线可知可知()图图433A质质点点P线线速度大小不速度大小不变变B质质点点P角速度大小不角速度大小不变变C质质点点Q角速度随半径改角速度随半径改变变D质质点点Q线线速度大小不速度大小不变变第14页答案:答案:A第15页3关于向心力关于向心力说说法中正确是法中正确是 ()A物体因物体因为为做做圆圆周运周运动动而而产产生了一个指向生了一个指向圆圆心力心力就是向心力就是向心力B向心力不能改向心力不能改变变做做圆圆周运周运动动物体速度大小物体速度大小C做匀速做匀速圆圆周运周运动动物体,其向心力是不物体,其向心力是不变变D做做圆
6、圆周运周运动动物体,其所受外力物体,其所受外力协协力方向一力方向一定指向定指向圆圆心心第16页解析:解析:向心力向心力时时刻指向刻指向圆圆心,其方向一定是改心,其方向一定是改变变,C错错误误;因向心力与速度方向垂直,故向心力不改;因向心力与速度方向垂直,故向心力不改变变物体速物体速度大小,度大小,B正确;只有做匀速正确;只有做匀速圆圆周运周运动动物体,其合外力物体,其合外力才一直指向才一直指向圆圆心,心,D错误错误;物体因受到指向;物体因受到指向圆圆心力而做心力而做圆圆周运周运动动,A错误错误答案:答案:B第17页4如如图图434所表示,一小球用所表示,一小球用细绳悬细绳悬挂挂于于O点,将其拉
7、离点,将其拉离竖竖直位置一个角度后直位置一个角度后释释放,放,则则小球以小球以O点点为圆为圆心做心做圆圆周运周运动动,运运动动中小球所需向心力是中小球所需向心力是 ()A绳绳拉力拉力 图图434B重力和重力和绳绳拉力拉力协协力力C重力和重力和绳绳拉力拉力协协力沿力沿绳绳方向分力方向分力D重力沿绳方向分力重力沿绳方向分力第18页解析:解析:分析向心力起源时就沿着半径方分析向心力起源时就沿着半径方向求协力即可,注意作出正确受力分向求协力即可,注意作出正确受力分析图如图所表示,对小球进行受力分析,析图如图所表示,对小球进行受力分析,它受到重力和绳子拉力作用,向心力它受到重力和绳子拉力作用,向心力是指
8、向圆心方向协力所以,它能够是小球所受协力是指向圆心方向协力所以,它能够是小球所受协力沿绳方向分力,也能够是各力沿绳方向分力协力沿绳方向分力,也能够是各力沿绳方向分力协力答案:答案:C第19页5以下关于离心现象说法正确是以下关于离心现象说法正确是 ()A当物体所受离心力大于向心力时产生离心现象当物体所受离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动物体,当它所受一切力都消失做匀速圆周运动物体,当它所受一切力都消失时,它将做背离圆心圆周运动时,它将做背离圆心圆周运动C做匀速圆周运动物体,当它所受一切力都突然做匀速圆周运动物体,当它所受一切力都突然消失时,它将沿切线做直线运动消失时,它将沿切线做直线
9、运动D做匀速圆周运动物体,当它所受一切力都突然做匀速圆周运动物体,当它所受一切力都突然消失时,它将做曲线运动消失时,它将做曲线运动第20页解析:解析:物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时,合外力必,合外力必须满须满足物体所足物体所需要向心力需要向心力Fm2r.若若F0,物体因,物体因为惯为惯性而沿切性而沿切线线飞飞出,若出,若Fm2r,物体因,物体因为惯为惯性而性而远远离离圆圆心,心,并不是受到离心力作用所以并不是受到离心力作用所以A、B、D均均错错,C正确正确答案:答案:C第21页6.如如图图435所表示,在所表示,在倾倾角角为为30光滑斜面上,有一光滑斜面上,有一根根长为长为L0.8
10、m细绳细绳,一,一端固定在端固定在O点,另一端系一点,另一端系一质质量量为为m0.2 kg小球,小小球,小 图图435球沿斜面做球沿斜面做圆圆周运周运动动,试计试计算:算:(g10 m/s2)(1)小球小球经过经过最高点最高点A最小速度最小速度(2)若若细绳细绳抗拉力抗拉力为为Fmax10 N,小球在最低点,小球在最低点B最大最大速度是多少?速度是多少?第22页答案:答案:(1)2 m/s(2)6 m/s第23页第24页典例启迪典例启迪例例1(桂林桂林质检质检)某种某种变变速自行速自行车车,有六个,有六个飞轮飞轮和三个和三个链轮链轮,如,如图图436所表示,所表示,链轮链轮和和飞轮齿飞轮齿数以
11、下表所表数以下表所表示,前、后示,前、后轮轮直径直径约为约为660 mm,人,人骑该骑该种自行种自行车车行行进进速速度度为为4 m/s时时,脚,脚踩踩踏板做匀速踏板做匀速圆圆周运周运动动角速度最小角速度最小值约值约为为 ()第25页名称名称链轮链轮飞轮飞轮齿齿数数N/个个 4838 28 151618212428A1.9 rad/s B3.8 rad/sC6.5 rad/s D7.1 rad/s图图436第26页思绪点拨思绪点拨解答本题时应把握好以下几个关系:解答本题时应把握好以下几个关系:(1)后轮与飞轮角速度相等;后轮与飞轮角速度相等;(2)链轮与飞轮边缘线速度相等;链轮与飞轮边缘线速度相
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