圆周运动复习专题市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

圆周运动圆周运动复习课复习课第1页圆周运动物体做圆周运动时，相等时间内经过弧长相等。物体做圆周运动时，相等时间内经过弧长相等。运动性质：运动性质：定义：定义：变加速曲线运动变加速曲线运动(非匀变速曲线运动非匀变速曲线运动)描述圆周运动描述圆周运动物理量：物理量：线速度和角速度关系：线速度和角速度关系：线速度：线速度：周期周期T,频率频率f,转速转速n：角速度：角速度：(m/s)(rad/s)(s;Hz;r/s;)第2页3种常见传动方式1.同轴转动r rR RA AB B结论：角速度相同，线速度不一样。转动方向相同。o类似转动：第3页3种常见传动方式2.皮带传动ABRr线速度大小相同，角速度不一样。转动方向相同。结论：3.齿轮传动结论：线速度大小相同，角速度不一样。转动方向相反。不打滑第4页两个有用结论：皮带上及轮子边缘上各点线速度相同同一轮上各点角速度相同O1abcO2RaRcRb第5页1.1.如图所表示，皮带传动装置中右边两轮粘如图所表示，皮带传动装置中右边两轮粘在一起且同轴，半径在一起且同轴，半径R RA A=R=RC C=2R=2RB B，皮带不打滑，皮带不打滑，则则V VA AV VB BV VC C=_=_；A AB BC C=_=_。RA RB RC 1：1：21：2：2小试一把第6页圆周运动向心力向心力向心加速度向心加速度方向方向：大小：大小：物理意义：物理意义：方向方向总是指向圆心总是指向圆心总是指向圆心。总是指向圆心。只改变速度方向，不改变速度大小。只改变速度方向，不改变速度大小。由物体所受到协力提供由物体所受到协力提供描述速度方向改变快慢物理量描述速度方向改变快慢物理量起源起源：方向方向：大小大小：作用作用：注意：不是真实存在，而是一个效果力。注意：不是真实存在，而是一个效果力。第7页处理圆周运动问题普通步骤:1.明确研究对象，确定圆周运动平面和圆心位置，从而确定向心力方向；3.求出在半径方向协力，即向心力；4.依据向心力公式结合牛顿第二定律列方程求解。2.进行受力分析，画出受力分析图;第8页OrmgF静静OFNOFTmgF合合FNmg几个常见匀速圆周运动mgFNrF静静ORF合合火车火车转弯转弯圆圆锥锥摆摆转盘转盘滚滚筒筒OrmgFNF合合圆台筒圆台筒第9页圆周运动非匀速非匀速圆周运动圆周运动匀速匀速圆周运动圆周运动角速度、周期、频率不变，角速度、周期、频率不变，线速度、向心加速度、向心力大小不变，线速度、向心加速度、向心力大小不变，方向时刻改变；方向时刻改变；合外力不指向圆心，与速度方向不垂直；合外力不指向圆心，与速度方向不垂直；合外力大小不变，方向一直与速度方向垂直，合外力大小不变，方向一直与速度方向垂直，且指向圆心。且指向圆心。合外力沿着半径方向分量提供向心力，改变速度方向；合外力沿着半径方向分量提供向心力，改变速度方向；沿着速度方向分量，改变速度大小。沿着速度方向分量，改变速度大小。特点：特点：性质：性质：变速运动；变速运动；非匀变速曲线运动；非匀变速曲线运动；条件：条件：向心力就是物体作圆周运动合外力。向心力就是物体作圆周运动合外力。当速率增大时，合外力与速度方向夹角为锐角；反当速率增大时，合外力与速度方向夹角为锐角；反之，为钝角。之，为钝角。第10页OlOO几个常见圆周运动FNmgFNmgmgFv2RmgFNmv2RFNmgmF1F2vv沿半径方向沿半径方向FnFF10垂直半径方向垂直半径方向Ft F2第11页背景问题背景问题 汽车过拱桥汽车过拱桥 汽车在汽车在平直公路平直公路上匀速行上匀速行驶时，所驶时，所受协力等受协力等于于0 0，那么，那么当汽车上当汽车上凸形桥时，凸形桥时，我们说它我们说它做圆周运做圆周运动，那么动，那么是什么力是什么力提供汽车提供汽车向心力呢向心力呢？第12页GFNrvF向向=G FN第13页GFNrvF向向=FN G第14页 汽车在拱桥上前进，桥面圆弧半径为汽车在拱桥上前进，桥面圆弧半径为R R，当它经过最高，当它经过最高点时速度为点时速度为v v，分析汽车过桥最高点时对桥面压力？，分析汽车过桥最高点时对桥面压力？e:e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以 a a：选汽车为研究对象：选汽车为研究对象b b：对汽车进行受力分析：受：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车支持力到重力和桥对车支持力c c：上述两个力协力提供向心力、：上述两个力协力提供向心力、且向心力方向向下且向心力方向向下 d d：建立关系式：建立关系式：F向向=G-FN=2mvR且且解析：解析：理论分析：理论分析：第15页思索与讨论思索与讨论1 1、依据上面分析能够看出，汽车行驶速度越大，汽车对桥、依据上面分析能够看出，汽车行驶速度越大，汽车对桥压力越小。试分析一下，当汽车速度不停增大时，会有什压力越小。试分析一下，当汽车速度不停增大时，会有什么现象发生呢？么现象发生呢？解析：由 可知汽车速度v越大，对桥压力 就越小。当 时，桥受到压力等于零，合外力等于重力。若合外力不能提供汽车做圆周运动向心力，则汽车会飞出去。汽车过桥时普通都会有一个限速，要求汽车速度不能大于这个限速，就是因为上面原因。第16页2 2、请你依据上面分析汽车经过凸形桥思绪，分析一、请你依据上面分析汽车经过凸形桥思绪，分析一下汽车经过凹形桥最低点时对桥压力（如图）。这下汽车经过凹形桥最低点时对桥压力（如图）。这时压力比汽车重量大还是小？时压力比汽车重量大还是小？GF解析：解析：F G=2F=G+mvrF G2mvr第17页小结：汽车过拱桥或凹桥 经凸桥最高点时由牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力小于汽车重力 当时，汽车对桥面无压力 由牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力大于汽车重力 n经凹桥最低点时第18页最高点：F向向=G+FN2amr=G+FN当FN=02mvr=GFNG最低点第19页1 1绳子模型：球在圆周运动过最高点时，轻绳绳子模型：球在圆周运动过最高点时，轻绳对小球只能产生沿绳收缩方向拉力向下，对小球只能产生沿绳收缩方向拉力向下，竖直平面内变速圆周运动竖直平面内变速圆周运动不能过最高点条件：不能过最高点条件：v v 外轨对车有向内推力外轨对车有向内推力车行驶速度车行驶速度v内轨需使用向外推力内轨需使用向外推力F外轨、内轨均不受车推力作用外轨、内轨均不受车推力作用外轨外轨内轨内轨第34页1 1、自行车转、自行车转弯时，稍一弯时，稍一倾斜就过去倾斜就过去了，摩托车了，摩托车转弯倾斜度转弯倾斜度要大一些。要大一些。摩托赛车时摩托赛车时转弯，倾斜转弯，倾斜度更大，几度更大，几乎倒在地上。乎倒在地上。问：什么力问：什么力提供向心力提供向心力？向心力与？向心力与倾斜度相关倾斜度相关吗？有何关吗？有何关系？系？背景问题：摩托车转弯背景问题：摩托车转弯第35页解析解析：由地面对车静摩擦力提供车做圆周运动由地面对车静摩擦力提供车做圆周运动向心力。向心力。G车车N车车f（1）以车为研究对象）以车为研究对象（2）以人为研究对象）以人为研究对象转弯时，人随车一起做圆周运动，他向转弯时，人随车一起做圆周运动，他向心力由重力和支持力协力提供。心力由重力和支持力协力提供。G人人N人人F人倾斜度越大，倾角人倾斜度越大，倾角越大，向心力越大，向心力就越大。就越大。第36页 2 2、把一个小球放在玻璃漏斗里，晃动、把一个小球放在玻璃漏斗里，晃动几下漏斗，能够使小球沿光滑漏斗壁在几下漏斗，能够使小球沿光滑漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动（如图）。某一水平面内做匀速圆周运动（如图）。小球向心力是由什么力提供？小球向心力是由什么力提供？是重力和漏斗壁对小球支持力协力提是重力和漏斗壁对小球支持力协力提供，则：供，则：重力重力mg和夹角和夹角都是定值，所以当小都是定值，所以当小球速度越大，它在漏斗中上升得就越球速度越大，它在漏斗中上升得就越高，做圆周运动半径就越大。高，做圆周运动半径就越大。探究情景：探究情景：FGN第37页 想一想：想一想：假如漏斗顶部变成如图所表示圆柱形，假如漏斗顶部变成如图所表示圆柱形，当小球上升到圆柱部分时，继续增大小当小球上升到圆柱部分时，继续增大小球速度，小球还会往上升吗？为何？球速度，小球还会往上升吗？为何？不会。此时小球做圆周运动向心力由不会。此时小球做圆周运动向心力由漏斗对它弹力提供漏斗对它弹力提供GfN当当 m m、r r 一定时，一定时，越大，所需要弹越大，所需要弹力就越大。力就越大。第38页 飞车走壁飞车走壁:马戏团演员在演出飞车走壁时，人车在一个水平面上马戏团演员在演出飞车走壁时，人车在一个水平面上沿竖直粗糙墙壁上做匀速圆周运动，人车所受外力沿竖直粗糙墙壁上做匀速圆周运动，人车所受外力G与静摩擦力与静摩擦力f平衡。车轮对墙壁作用力为平衡。车轮对墙壁作用力为N，墙壁反作，墙壁反作用力用力N就是人车所需向心力。应有就是人车所需向心力。应有 当当m、r一定时，一定时，越大，越大，N就越大。就越大。第39页离心运动 做匀速圆周运动物体，在所受协力突然消失或者不足以提供圆周运动所需向心力情况下，物体所做逐步远离圆心运动叫做离心运动。离心条件是什么？第40页离心运动：离心运动：0 F合合Fn匀速圆周运动：匀速圆周运动：F合合=Fn向心运动：向心运动：F合合Fn注意：这里注意：这里F合合为沿着半径（指向圆心）协力为沿着半径（指向圆心）协力向心、圆周、离心运动提供物体做圆周运动力物体做匀速圆周运动所需力供需第41页在下面介绍各种情况中，哪种情况将出在下面介绍各种情况中，哪种情况将出现超重现象现超重现象1、荡秋千经过最低点小孩、荡秋千经过最低点小孩2、汽车过凸形桥、汽车过凸形桥3、汽车过凹形桥、汽车过凹形桥4、在绕地球做匀速圆周运动飞船中仪、在绕地球做匀速圆周运动飞船中仪器器第42页总结总结:匀速圆周运动解题步骤匀速圆周运动解题步骤1明确研究对象明确研究对象2受力分析受力分析3确定确定”圆轨道平面和圆心圆轨道平面和圆心”4明确明确”向心力起源向心力起源”5依据牛顿运动定律列方程求解依据牛顿运动定律列方程求解第43页