高中物理必修2:匀速圆周运动
物理人教版必修2:第五章 4.圆周运动
1.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内 弧长 通过的_______相等,这种运动就叫做匀速圆周运动. 2.线速度:
弧长 时间 (1)定义:质点做圆周运动所通过的_______和所用_______
的比值叫做线速度. Δs (2)大小:v=________,单位是 m/s. Δt 切线方向 (3)方向:在圆周各点的____________上.
【例2】如图 5-4-6 所示的传动装置中,B、C 两轮固定 在一起绕同一转轴转动,A、B 两轮用皮带传动,三轮半径关系 为 rA=rC=2rB.若皮带不打滑,求 A、B、C 轮边缘上的 a、b、
c 三点的角速度之比和线速度之比.
图 5-4-6
解:A、B 两轮通过皮带传动,皮带不打滑,A、B 两轮边 缘上各点的线速度大小相等,有 va=vb,故 va∶vb=1∶1. B、C 两轮固定在一起绕同一转轴转动,它们上面的任何一 点具有相同的角速度,有 ωb∶ωc=1∶1. v 因为 ω= r ,va=vb,rA=2rB 所以 ωa∶ωb=rB∶rA=1∶2 又因为 v=ωr,ωb=ωc,rC=2rB 所以 vb∶vc=rB∶rC=1∶2 综合可知 ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2 va∶vb∶vc=1∶1∶2.
【触类旁通】 1. 温哥华冬奥会双人滑比赛中,申雪、赵宏博拿到中国花
样滑冰史上首枚冬奥会金牌.如图 5-4-2 所示,赵宏博(男)
以自己为转轴拉着申雪(女)做匀速圆周运动,转速为 30 r/min. 申雪的脚到转轴的距离为 1.6 m,求: (1)申雪做匀速圆周运动的角速度; (2)申雪的脚运动的速度大小. 图 5-4-2
匀速圆周运动和匀速运动的区别 匀速圆周运动是一种曲线运动,这里的“匀速”是指线速
2020版高中物理教科必修二课件:2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度
r
T2
中,向心力大小不变;在非匀速圆周运动中,其大小随速
率v的变化而变化。
2.向心力的作用效果:由于向心力的方向与物体运动方 向始终垂直,故向心力不改变线速度的大小,只改变线 速度的方向。
3.向心力的来源:物体做圆周运动时,向心力由物体所 受力中沿半径方向的力提供。可以由一个力充当向心 力;也可以由几个力的合力充当向心力;还可以是某个 力的分力充当向心力。
Q点的向心加速度分别为多大?
【解析】同一轮子上的S和P点角速度相同,即ωS=ωP,
由向心加速度公式a=ω2r,可得 aS = rS ,
a P rP
所以aS=aP·rrSP
=0.12×1
3
m/s2=0.04 m/s2,
又因为皮带不打滑,所以皮带传动的两轮边缘各点线速
度大小相等:vP=vQ,
由向心加速度公式 a=v2 可得 aP =rQ ,
提示:(1)手有被绳拉的感觉。 (2)如果松手,球会脱离绳的牵引。 (3)小球在绳的拉力作用下做圆周运动。
【典例示范】 如图,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做
匀速圆周运动,则 ( )
A.A受重力、支持力,两者的合力提供向心力 B.A受重力、支持力和指向圆心的摩擦力,摩擦力充当 向心力 C.A受重力、支持力、向心力、摩擦力 D.A受重力、支持力、向心力
2.匀速圆周运动的向心力和向心加速度
一、向心力及其方向
1.定义:做圆周运动的物体,受到的始终指向_圆__心__的合 力。 2.方向:始终指向_圆__心__,总是与运动方向_垂__直__。 3.作用效果:向心力只改变速度_方__向__,不改变速度大小。
4.来源:可能是_弹__力__、重力、摩擦力或是它们的_合__力__。 做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体受到的_合__力__, 做非匀速圆周运动的物体,向心力不是物体所受到的合 力。
人教版高中物理必修二专题03 圆周运动【知识梳理】
专题03 圆周运动知识整理一、描述圆周运动的物理量 1.圆周运动运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动,圆周运动为曲线运动,故一定是变速运动. 2.线速度(1)物理意义:描述圆周运动物体的运动快慢. (2)定义公式:v =ΔsΔt.(3)方向:线速度是矢量,其方向为物体做圆周运动时该点的切线方向. 3.角速度(1)物理意义:描述物体绕圆心转动的快慢. (2)定义公式:ω=ΔθΔt.(3)单位:弧度/秒,符号是rad/s. 4.转速和周期(1)转速:物体单位时间内转过的圈数. (2)周期:物体转过一周所用的时间. 5.描述圆周运动的各物理量之间的关系6.描述圆周运动的各物理量之间关系的理解(1)角速度、周期、转速之间关系的理解:物体做匀速圆周运动时,由ω=2πT =2πn 知,角速度、周期、转速三个物理量,只要其中一个物理量确定了,其余两个物理量也唯一确定了.(2)线速度与角速度之间关系的理解:由v =ω·r 知,r 一定时,v ∝ω;v 一定时,ω∝1r;ω一定时,v ∝r .二、匀速圆周运动1.定义:线速度大小不变的圆周运动.2.特点(1)线速度大小不变,方向不断变化,是一种变速运动.(2)角速度不变.(3)转速、周期不变.三、向心力1.定义做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心,这个指向圆心的力叫作向心力.2.公式:F n=mv2r或者F n=mω2r.3.方向向心力的方向始终指向圆心,由于方向时刻改变,所以向心力是变力.4.效果力向心力是根据力的作用效果来命名的,凡是由某个力或者几个力的合力提供的物体做匀速圆周运动的力,不管属于哪种性质,都是向心力.5.向心力的来源向心力是根据力的作用效果命名的.它可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供,也可以由它们的合力提供,还可以由某个力的分力提供.四、变速圆周运动和一般曲线运动1.变速圆周运动变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力,合外力一般产生两个方面的效果:(1)合外力F跟圆周相切的分力F t,此分力与物体运动的速度在一条直线上.(2)合外力F指向圆心的分力F n,此分力提供物体做圆周运动所需的向心力,改变物体速度的方向.2.一般曲线运动的处理方法一般曲线运动,可以把曲线分割成许多很短的小段,每一小段可看作一小段圆弧.圆弧弯曲程度不同,表明它们具有不同的半径.这样,质点沿一般曲线运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理.3.匀速圆周运动和变速圆周运动的对比匀速圆周运动变速圆周运动线速度特点 线速度的方向不断改变、大小不变 线速度的大小、方向都不断改变 受力特点 合力方向一定指向圆心,充当向心力合力可分解为与圆周相切的分力和指向圆心的分力,指向圆心的分力充当向心力周期性 有不一定有性质 均是非匀变速曲线运动 公式F n =m v 2r=mω2r 都适用五、匀速圆周运动的加速度方向1.定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫作向心加速度.2.向心加速度的作用:向心加速度的方向总是与速度方向垂直,故向心加速度的作用只改变速度的方向,对速度的大小无影响.六、匀速圆周运动的加速度大小 1.向心加速度公式 (1)基本公式a n =v 2r =ω2r .(2)拓展公式a n =4π2T2·r =ωv .2.向心加速度的公式既适用于匀速圆周运动,也适用于非匀速圆周运动. 3.向心加速度的几种表达式4.向心加速度的大小与半径的关系(1)当半径一定时,向心加速度的大小与角速度的平方成正比,也与线速度的平方成正比.随频率的增大或周期的减小而增大.(2)当角速度一定时,向心加速度与运动半径成正比. (3)当线速度一定时,向心加速度与运动半径成反比.(4)a n 与r 的关系图象:如图所示,由a n -r 图象可以看出,a n 与r 成正比还是反比,要看ω恒定还是v 恒定.5.向心加速度的注意要点(1)向心加速度是矢量,方向总是指向圆心,始终与速度方向垂直,故向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小.向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.(2)向心加速度的公式适用于所有圆周运动的向心加速度的计算.包括非匀速圆周运动.但a n 与v 具有瞬时对应性.七、铁路的弯道1.火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时实际上在做圆周运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,需要很大的向心力.2.向心力的来源(1)若转弯时内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力,这样,铁轨和车轮极易受损. (2)若内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心力几乎完全由重力G 和支持力F N 的合力提供.八、拱形桥凸形桥和凹形桥的比较汽车过凸形桥汽车过凹形桥受力分析向心力 F n =mg -F N =m v 2rF n =F N -mg =m v 2r对桥的压力F N ′=mg -m v 2rF N ′=mg +m v 2r结论 汽车对桥的压力小于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力越小汽车对桥的压力大于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力越大九、航天器中的失重现象和离心运动 1.航天器在近地轨道的运动(1)对航天器,在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力,重力充当向心力,满足的关系为Mg =Mv 2r .(2)对航天员,由重力和座椅的支持力提供向心力,满足的关系为mg -F N =mv 2r ,由以上两式可得F N =0,航天员处于完全失重状态,对座椅压力为零.(3)航天器内的任何物体之间均没有压力. 2.对失重现象的认识航天器内的任何物体都处于完全失重状态,但并不是物体不受地球引力.正因为受到地球引力的作用,才使航天器连同其中的航天员做匀速圆周运动.3.离心运动(1)定义:物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动. (2)原因:向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.两个模型一、火车转弯模型1.模型构建(1)火车车轮的特点:火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。
高中物理必修二粤教版课件第二章第一节匀速圆周运动
判断正误
(1)因为 ω=vr,所以角速度 ω 与轨道半径 r 成反 比.(×)
(2)因为 v=ωr,所以线速度 v 与角速度 ω 成正比.(×) (3)因为 r= vω,所以轨道半径与线速度成正比,与 角速度成反比.(×)
小试身手
3.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、 周期的关系,下面说法中正确的是( )
2πr 之间的关系:v=ωr= T =2πrf=2πrn.
1.(多选)如图所示是自行车转动装置示意图.右轮 的半径为 r,a 是它边缘上的一点.左侧是一轮轴,大轮 的半径为 4r,小轮的半径为 2r.b 点在小轮上,到小轮中 心的距离为 r.c 点和 d 点分别位于小轮和大轮的边缘 上.若在转动过程中链条不打滑,则下列说法正确的是 ()
A.线速度大的角速度一定大 B.线速度大的周期一定小 C.角速度大的半径一定小 D.角速度大的周期一定小
v 解析:由 v=rω,得 ω=r,显然只有当半径 r 一定 时,角速度与线速度才成正比,故 A 错.由 v=2Tπr,得 T=2vπr,只有当半径 r 一定时,周期与线速度才成反比,
v 故 B 错.由 ω=r,得线速度一定时,角速度与半径成反 比,故 C 错.
做匀速圆周运动,如果它们转动的半径之比为 1∶5,线 速度之比为 3∶2,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体的角速度之比是 2∶15 B.甲、乙两物体的角速度之比是 10∶3 C.甲.乙两物体的周期之比是 2∶15 D.甲、乙两物体的周期之比是 10∶3
解析:由 v=ωr 得 ωω12=vr11∶vr22=vv12·rr12=32×51=125,A、 B 错误;由 ω=2Tπ得TT12= ωω21=125,C 正确、D 错误.
B.线速度 vC=vB D.角速度 ωC=2ωB
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同轴角速度相同
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a b
c
a、b、c三点的线速度、角速度之间存在什 么关系?
vb=vc ,因为 v=ωr ,rB<rc , 所以 ωb>ωc
周 运
3)两个重要的结论
动
4)关于V=ωr的讨论
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矢量一、线 速 度
1. 物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
2. 定义:质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线 速度的大小。
∆l ∆t
3.
大小:
v
=
Δl Δt
4. 单位: 米/秒 m/s
Δl是弧长并 非位移
5. 方向: 质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的 切线方向。
在开门过程中,A、B 两点的线速度vA 、 vB 大小关系是怎 样的? 在开门过程中,A、B 两点转过的角度又是怎样的?
认识圆周运动
这些物体的运动有什么特点?
请同学们举圆周运动的例子
圆周运动的定义
在物理学中, 把质点的运动 轨迹是圆或圆 弧的一部分的 运动叫做圆周 运动。
问 题 探 究
如何描述自行车大齿轮、小齿轮和后轮的运 动情况?
分析: 两物体均做圆周运动,怎 样比较它们运动的快慢?
人教版高中物理必修第2册 第6章 圆周运动 1 圆周运动
()
A.ωA=ωB,vA<vB C.ωA<ωB,vA=vB
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B.ωA=ωB,vA>vB D.ωA>ωB,vA<vB
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第六章 圆周运动
【答案】A
【解析】A 与 B 均绕地轴做匀速圆周运动,在相同的时间转过的角 度相等,由角速度的定义式 ω=ΔΔθt ,A、B 角速度相等,即 ωA=ωB;由 角速度与线速度关系公式 v=ωr,B 的转动半径较大,故 B 的线速度较 大,即 vA<vB,故 A 正确.
(2)意义:描述做圆周运动的物体__运__动____的快慢. (3)方向:物体做圆周运动时该点的____切__线____方向.
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第六章 圆周运动
2.匀速圆周运动 (1)定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小__处__处__相__等____. (2)性质:线速度的方向是时刻__改__变____的,所以是一种___变__速___运
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第六章 圆周运动
角速度、周期和转速
1.角速度 (1)定义:做圆周运动的物体,半径转过的__角__度____与所用__时__间____
的比值.
Δθ
(2)定义式:ω=_____Δ_t______.
教科版高一物理必修二课件:第二章匀速圆周运动2.2
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123456
6 在电视上有一个“勇往直前”的节目,参加者要连续成功过几道障碍,先到 达终点者获胜.其中有一种旋转障碍,要求参加者站在旋转的圆盘上,把球投 入箱子里,假设参加者与圆盘间的动摩擦因数为 0.6,圆盘以 0.3r/s 的转速匀 速转动,则参加者站在离圆盘的圆心多远的地方才能随圆盘一起转动?(设 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取 10m/s2,π2 取 10) 解析:设参加者到圆心的最大距离为 r 时,恰好随圆盘一起匀速转动,此时,向 心力恰好等于最大静摩擦力.
A.100m B.111m C.125m D.250m 解析:俯冲至最低点时,对飞行员有 N-mg=m������������2,代入数据求得 r=125m. 答案:C
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1.理解向心力和向心加速度的概念. 2.能通过实验,探究向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系. 3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力.
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向心力
向心加速度
定 义
做圆周运动的物体需要受到方 向始终指向圆心的合力
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高一物理必修2_圆周运动
匀速圆周运动专题从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。
(一)基础知识1. 匀速圆周运动的基本概念和公式(1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化;(2)角速度,恒定不变量;(3)周期与频率;(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,、、、的关系为。
所以在、、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。
2. 质点做匀速圆周运动的条件(1)具有一定的速度;(2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。
合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。
3. 向心力有关说明向心力是一种效果力。
任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。
做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。
(二)解决圆周运动问题的步骤1. 确定研究对象;2. 确定圆心、半径、向心加速度方向;3. 进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向;4. 根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。
基本规律:径向合外力提供向心力(三)常见问题及处理要点1. 皮带传动问题例1:如图1所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()A. a点与b点的线速度大小相等B. a点与b点的角速度大小相等C. a点与c点的线速度大小相等D. a点与d点的向心加速度大小相等图1解析:皮带不打滑,故a、c两点线速度相等,选C;c点、b点在同一轮轴上角速度相等,半径不同,由,b点与c点线速度不相等,故a与b线速度不等,A错;同样可判定a与c角速度不同,即a与b角速度不同,B错;设a点的线速度为,则a点向心加速度,由,,所以,故,D 正确。
人教版高一物理必修第二册第六章《圆周运动》向心加速度
这[例个题力2]可能长沿为什L的么细方线向,?一端拴一质量为m的小球,一端固定于O点.
[这例个题力1]可自能行沿车什的么小方齿向轮?A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,如图所示。
小质球点在 做水匀平速面圆内周做运匀动速,圆从周A运运动动到(这B,种线运速动度通从常v被A变称成为v“B圆,锥速摆度运的动变”化),量如Δ图v,甲如所何示表. 示?
Δv vA vB
B
O
A
当自Δt 行取车值正不常断骑变行小时,AΔ、v 的B、方C向三与轮v边A的缘方上向的关点系的如向何心变加化速?度的大小如何比较?
当Δt 取值不断变小,Δv 的方向与v 的方向关系如何变化? 受质到点指 做向匀太速阳圆的周引运力动作,用从A运动到B,线速度从vA变成vB,速度的变化量Δv,如何表示?
Δv 当你Δ能t足画够出小Δt,时v间A内,速vB度的变夹化角量θ 就Δv足吗够?小。
v [所例求题加2]速度长a为是Lt的A时细刻线的,瞬一时端加拴速一度质吗量?为得m的小球,一端固定于O点.
A 质此点时做θ 所匀对速的圆弦周长运和动弧,长从近A运似动相到等B。,线速度从vA变成vB,速度的变化量Δv,如何表示?
看,向心加速度与半径成正比;
匀速圆周运动的实质是什么?
当Δt足够小,Δv=v∙θ
受到指向太阳的引力作用
当Δt足够小,vA,vB的夹角θ 就足够小。
从公式
看,向心加速度与半径成反比;
从公式
看,向心加速度与半径成正比;
地球受到什么力的作用?
质点做匀速圆周运动,从A运动到B,线速度从vA变成vB,速度的变化量Δv,如何表示?
变速曲线运动 运动状态改变 这个力可能沿什么方向?
质点做匀速圆周运动,从A运动到B,线速度从vA变成vB,速度的变化量Δv,如何表示?
高一物理必修2圆周运动知识点归纳
⾼⼀物理必修2圆周运动知识点归纳 圆周运动是⾼考的重点内容和命题频率最⾼的知识点。
下⾯店铺给⼤家带来⾼⼀物理必修2圆周运动知识点,希望对你有帮助。
⾼⼀物理必修2圆周运动知识点 ⼀、考点理解 1、关于匀速圆周运动 (1)条件:①物体在圆周上运动;②任意相等的时间⾥通过的圆弧长度相等。
(2)性质:匀速圆周运动是加速度变化(⼤⼩不变⽽⽅向不断变化)的变加速运动。
(3)匀速圆周运动的向⼼⼒: ①是按⼒的作⽤效果来命名的⼒,它不是具有确定性质的某种⼒,相反,任何性质的⼒都可以作为向⼼⼒。
例如,⼩铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静⽌的原因是,静摩擦⼒充当向⼼⼒,若圆盘是光滑的,就必须⽤线细拴住⼩铁块,才能保证⼩铁块同圆盘⼀起做匀速转动,这时向⼼⼒是由细线的拉⼒提供。
②向⼼⼒的作⽤效果是改变线速度的⽅向。
做匀速圆周运动的物体所受的合外⼒即为向⼼⼒,它是产⽣向⼼加速度的原因,其⽅向⼀定指向圆⼼,是变化的(线速度⼤⼩变化的⾮匀速圆周运动的物体所受的合外⼒不指向圆⼼,它既要改变速度⽅向,同时也改变速度的⼤⼩,即产⽣法向加速度和切向加速度)。
③向⼼⼒可以是某⼏个⼒的合⼒,也可以是某个⼒的分⼒。
例如,⽤细绳拴着质量为m的物体,在竖直平⾯内做圆周运动到最低点时,其向⼼⼒由绳的拉⼒和重⼒(F向 = T拉 - mg)两个⼒的合⼒充当。
⽽在圆锥摆运动中,⼩球做匀速圆周运动的向⼼⼒则是由重⼒的分⼒(F向= mg*tanθ),其中θ为摆线与竖直轴的夹⾓)充当,因此决不能在受⼒分析时沿圆⼼⽅向多加⼀个向⼼⼒。
④物体做匀速圆周运动所需向⼼⼒⼤⼩可以表⽰为: F = ma = mv^2/r = mrω^2 = mr*4π^2/(T^2) 2、描述圆周运动的物理量 (1)线速度:v = s/t(s是物体在时间t内通过的圆弧长),⽅向沿圆弧上该点处的切线⽅向。
描述了物体沿圆弧运动的快慢程度。
(2)⾓速度:ω = θ/t(θ是物体在时间t内绕圆⼼转过的⾓度),描述了物体绕圆⼼转动的快慢程度。
高中物理必修二第六章圆周运动解题技巧总结(带答案)
高中物理必修二第六章圆周运动解题技巧总结单选题1、飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动(在最高点时,飞行员头朝下,且v>√gr),则在轨道的最高点和最低点时,飞行员对座椅的压力()A.相差6mg B.相差mv 2rC.相差2v2⋅r D.相差2mg 答案:D在最高点有F1+mg=m v2 r解得F1=m v2r−mg在最低点有F2−mg=m v2 r解得F2=m v2r+mg所以F2-F1=2mg故选D。
2、如图,一小球A在水平面内做匀速圆周运动,关于小球A的受力情况,下说法中正确的是()A.小球A受重力、拉力和向心力的作用B.小球A受拉力和向心力的作用C.小球A的角速度只与小球悬挂点到圆所在平面的高度有关(绳长不变)D.小球A受的合力既改变速度的方向,也改变速度的大小答案:CAB.小球做圆锥摆运动,受重力和拉力两个力作用,两个力的合力提供圆周运动的向心力,注意向心力不是物体所受的力,靠指向圆心的合力提供,故AB错误;D.小球A受的合力等于小球A做匀速圆周运动所需的向心力,向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,故D错误;C.小球A做圆锥摆运动,则有mgtanθ=mω2r=mω2Lsinθ整理得g=Lcosθ=ℎω2故小球A的角速度只与小球悬挂点到圆所在平面的高度有关(绳长不变),故C正确。
故选C。
3、下列说法中正确的是()A.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B.因向心力指向圆心,且与线速度的方向垂直,所以它不能改变线速度的大小C.物体因为做匀速圆周运动才受到向心力D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力答案:BA.向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,但是方向不断变化,故向心力是一个变力,选项A错误;B.因向心力指向圆心,且与线速度的方向垂直,所以它不能改变线速度的大小,选项B正确;C.物体不是因为做圆周运动才受到向心力,而是做圆周运动外界必须提供向心力才使物体做圆周运动,选项C错误;D.只有做匀速圆周运动的物体所受各力的合力才是向心力,选项D错误。
6-1圆周运动(教学课件)——高中物理人教版(2019)必修第二册
7 B组 4.如图5-6所示,具有圆锥形状的回转器(陀螺)绕它 的轴线在光滑的桌面上以角速度ω快速旋转,同时以速 度v向左运动,若回转器的轴线一直保持竖直,为使回 转器从桌子的边沿滑出时不会与桌子边缘发生碰撞,速 度v至少应等于(设回转器的高为H,底面半径为R,不 计空气对回转器的作用)( )
7 B组
(3)周期是所有周期运动(或变化)的一个特征量。
4.频率:
(1)定义: 周期的倒数叫做频率
f
1 T
(2)单位: 秒的倒数(s-1)——赫兹(Hz)
(3)物理意义:单位时间内质点完成周期性运动的次数。
5.转速:
(1)定义:单位时间内物体运动的圈数 (2)单位:r/s或r/min;符号:n
2 描述圆周运动快慢的物理量 1.线速度 (1)意义: 描述质点沿圆周运动的快慢
例3、甲、乙两个做圆周运动的质点,它们 的角速度之比为3∶1,线速度之比为2∶3,
那么下列说法正确的是(AD)
A.它们的半径之比为2∶9 B.它们的半径之比为1∶2 C.它们的周期之比为2∶3 D.它们的周期之比为1∶3
4 传动问题 皮带传动
齿轮传动
同一传动各轮边缘上线速度相同
vA=vB
ωAR=ωBr
6 A组
3.考虑地球自转,乌鲁木齐和广州两地所在处 物体具有的角速度和线速度相比较( ) A.乌鲁木齐处物体的角速度大,广州处物体的 线速度大 B.乌鲁木齐处物体的线速度大,广州处物体的 角速度大 C.两处物体的角速度、线速度都一样大 D.两处物体的角速度一样大,但广州处物体的 线速度比乌鲁木齐处物体的线速度要大
2.角速度
(1)定义: 在匀速圆周运动中半径转过的角度跟所用
时间的比值
(2)大小:
高中物理必修二第五章《圆周运动》
教学设计基本信息名称圆周运动执教者刘丽杰课时2所属教材目录人教版必修2教材分析高中物理必修二第五章《圆周运动》选自高中物理必修二第五章。
它是学生在充分掌握了曲线运动的规律后,接触到的一个较为复杂的曲线运动,本节内容作为该部分的重要章节,主要要向学生介绍圆周运动的几个基本概念,为后继的学习打下一个良好的基础。
学情分析学生基础较差,对曲线运动研究方法已经知道但不能很好的学以致用。
本节学习的一些物理量较抽象,教学中应联系各种日常生活中常见的现象,想办法多做演示实验以激发学生学习积极性,把抽象的物理量具体形象化,便于学生接受。
多用一些学生熟悉的、感兴趣的例子说明一些较难说清的问题,教学目标知识与能力目标⑴了解物体做圆周运动的特征⑵理解线速度、角速度和周期的概念,知道它们是描述物体做圆周运动快慢的物理量,会用它们的公式进行计算。
(3)理解线速度、角速度、周期之间的关系:过程与方法目标⑴联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例,找出共同特征。
⑵联系各种日常生活中常见的现象,通过课堂演示实验的观察,引导学生归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法,进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量:线速度大小,角速度大小。
(3)探究线速度与角速度之间的关系导出。
情感态度与价值观目标⑴经历观察、分析总结、及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
⑵通过亲身感悟,使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量(线速度、角速度、周期等)以及它们相互关系的感性认识。
教学重难点重点线速度、角速度、周期概念的理解,及其相互关系的理解和应用,匀速圆周运动的特点。
难点角速度概念的理解和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。
教学策略与设计说明实验演示、讨论、讲解、归纳与启发式讲授。
本节学习的一些物理量较抽象,教学中应联系各种日常生活中常见的现象,想办法多做演示实验以激发学生学习积极性,把抽象的物理量具体形象化,便于学生接受。
多用一些学生熟悉的、感兴趣的例子说明一些较难说清的问题,教学过程教学环节(注明每个环节预设的时间)教师活动学生活动设计意图引入新课2分钟实例观察:地球和各个行星绕太阳的运动。
高中物理第二章匀速圆周运动第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件教科版必修
匀速圆周运动的向心力和向心加 速度
自主学习
课堂探究
达标测评
自主学习
(教师参考)
课前预习·感悟新知
目标导航
重点:向心力、向心加速度的分析及计算
难点:向心力的来源
情境链接 如图所示,汽车正在匀速率转弯,小球正在绳子拉力作用下做匀速圆周运 动,请思考: 1.它们分别受哪些力作用?其合力有什么作用?
C错;向心力与向心加速度的方向总是指向圆心,是时刻变化的,故D错.
规律方法
向心力的理解及与外力的关系
(1)向心力是按力的效果命名的,它不是某种确定的性质力,可以由某个性 质力来提供,也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供.
(2)对于匀速圆周运动,合外力提供物体做匀速圆周运动的向心力;对于非
匀速圆周运动,其合外力一般不指向圆心,它既要改变线速度的大小,又要 改变线速度的方向,向心力仅是合外力的一个分力. (3)无论匀速圆周运动还是非匀速圆周运动,物体所受各力沿半径方向分力 的矢量和提供向心力.
一、向心力 1.定义:物体做匀速圆周运动时受到的始终指向 圆心 2.方向:始终指向圆心,总与速度方向 垂直 . 3.效果:只改变速度的 方向 的合力.
,不改变速度的 大小 . 4.来源:可以由弹力提供,也可以由 其他性质 的力提供;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. 想一想 向心力就是物体受的力,这种说法对吗?
思考判断
1.匀速圆周运动的加速度方向是不变化的.(
2.匀速圆周运动是匀变速曲线运动.( 4.匀速圆周运动的合力提供向心力.( ) ) ) ) 3.根据公式a=ω 2r知加速度a与半径r成正比.( 5.向心力可以由重力或弹力等来充当,是效果力.(
高中物理《必修2》5.4《圆周运动》人教版
一、线速度
如果物体在一段时间Δt内通过的 弧长ΔS越长,那么就表示运动得 越快.
Δt ΔS
一、线速度
1、物理意义:描述质点沿 圆周运动的快慢。
A ∆s B
2、定义:质点做圆周运动通过的
弧长Δs和所用时间Δt 的比值
叫做线速度。 Δs是弧长并非位移
3、定义式: v
=
Δs Δt
当Δt 趋近零时,弧长Δs就等
4、方向:沿圆周在该 点的切线方向
于物体的位移,v 就是直线运 动中学过的瞬时速度.
【讨论与交流】匀速圆周运动的"匀速"同" 匀速直线运动"的"匀速"一样吗?
v
o
v v
“匀速”是指速率不变,匀速圆周运动是 一种变速运动.
(1)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。 (2)定义:质点做圆周运动通过的弧长△s和所用时 间△t的比值叫做线速度。(比值定义法,这里是弧 长,而直线运动中是位移)
(2)角速度 1.定义:做圆周运动的物体的半径扫过的角度与所用 时间的比值 2.公式:ω =△θ /△t. 3.单位:rad/s 4.物理意义:
(3)转速和周期 2、线速度,角速度、周期间的关系
v=rω =2π r/T ω =2π /T
①
由v=ω r得 ω a∶ω b=rB∶rA=1∶2
②
B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,则B、C两轮的角速度相同,即
ω b=ω c或 ω b∶ω c=1∶1 由v=ω r得 vb∶vc=rB∶rC=1∶2 由②③得 ω a∶ω b∶ω c=1∶2∶2 由①④得 va∶vb∶vc=1∶1∶2
③ ④
【分析】 解这类题时要注意抓住传动装置的特点:同轴传动的是
教科版高中物理必修第二册第二章第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度
如何寻找向心力?
讨论交流
用细绳连接一个软木塞,拉住绳的一端,让软木塞尽量做 匀速圆周运动。分别改变转动的快慢、细绳的长短做几次实验.
思考:向心力的大小与哪些因素有关?
向心力的大小与m、r、 ω有关.
二、向心力的大小
方案一
【实验探究】探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系
⑴在小球质量m和旋转半径r不变的条件下, 改变角速度ω,多次体验手的拉力;
2.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物
体一起运动,物体所受向心力是(B )
A.重力 B.弹力
C.静摩擦力 D.滑动摩擦力
3.如图所示皮带转动轮,大轮直径是小轮直径的2倍,A是大轮
边缘上一点,B是小轮边缘上一点,C是大轮上一点,C到圆心O1 的距离等于小轮半径。转动时皮带不打滑,则A、B、C三点的角
4.作用效果: 只改变v的方向,不改变V的大小。 为什么?
V
F
OO F
F
V
V
因为在运动方向上所受的合外力为0,这个方向 上的加速度也为0,所以速度大小不变,只改变速度 方向。
温故知新
①F合与v的夹角为锐角时,物体做加速运动; ②F合与v的夹角为钝角时,物体做减速运动; ③当合外力与速度的夹角始终为90°时,合外力只改变
⑵在小球质量m和角速度ω不变的条件下, 改变旋转半径r,多次体验手的拉力;
⑶在旋转半径r和角速度ω不变的条件下, 改变小球质量m,多次体验手的拉力;
【体验交流】
⑴角速度ω越大,手的拉力越大; ⑵旋转半径r越大,手的拉力越大; ⑶小球质量m越大,手的拉力越大。
方案二
【实验探究】探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系
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正课讲授 (3)转速n:物体每分钟转过的转数.(单位:转/ 分或r/min)。
4、数量关系:
周期和频率: T 1 f
周期、频率和角速度: 2 f 2
T
正课讲授
线速度和角速度: r
周期、频率和线速度: 2 r 或 2 rf
T
转速和角速度: 2 n 2n
正课讲授
如果物体与圆
心相连的半径
转过相同圆心
O
角所花费的时
间t越小,那
么就表示运动
得越快
正课讲授
2、匀速圆周运动的角速度
运动物体与圆心相连的半径 B
A
转过的角度和所用时间t的
比值。
O
(1)公式:
t
(2)单位:弧度/秒 ( rad/s)
s r
正课讲授 (3)意义:表示匀速圆周运动快慢的物理量。 (4)注意:① 对某一确定的匀速圆周运动
正课讲授
例题2:
在太阳系的行星中,金星的公转轨道近似 于圆,可看作匀速圆周运动,它的轨道半径
1.08×1011m,公转周期是1.94×107s,求金
星的线速度和角速度的大小。
正课讲授 解:
已知: r 1.081011m,T 1.94107 s 求 , v
2
T
2 3.14 1.94 107
rad
s
v
r
1.081011 3.24107
m s
3.5 104
m
s
例题3:
2R
正课讲授
B
R
A
A、B两点线速度有什么关系?
课堂小结:
课堂小结
物理量 大小
方向 物理意义
V=s/t 1 线速度v V=2πr/T
2 角速度 ω=θ/t ω ω=2π/T
3 周期T T=1/f
而言角速度 是恒定的。
②线速度与角速度的关系:
补充:弧长与弧度的关系—— s r
v r
s r
a、同一转盘上各点的 角速度相同
正课讲授
b、齿轮传动-线速度相等
a c、皮带传动-线速度相等 b
正课讲授
3、周期、频率和转速
(1)周期T:做匀速圆周运动的物体一周所用 的时间(单位:秒)。 (2)频率f:做匀速圆周运动时间内沿圆周 运动的周数(单位:赫或HZ)。
课题引入 在前面几次课我们学习了直线运动,自然界中
还存在着大量的曲线运动。
课题引入
正课讲授
曲线运动: 运动轨迹是曲线的运动
v1 v2
1、速度方向: 是在曲线的这一点的切线方向
正课讲授
正课讲授
曲线运动: 运动轨迹是曲线的运动
v1 v2
2、曲线运动是变速运动。
质点的轨迹是圆周
正课讲授 如何来衡量匀速圆周运动的快慢呢?
慢
快
正课讲授
二、描述匀速圆周运动快慢的物理量
1、线速度:
物体通过的弧长与所用时间的比值。 (1)线速度是矢量,它既有大小, 也有方向。
(2)线速度的大小: s
t
正课讲授
(3)线速度的方向:在圆周各点的切线方向。
(4)讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗? 匀速圆周运动中的“速”与匀速直线运动中 的“速”含义是一样的吗?
正课讲授 3、圆周运动: 物体的运动轨迹是圆周的运动
一、匀速圆周运动
定义:质点沿圆周运动,如果在相等的 时间里通过的圆弧长度相同——这种运 动就叫匀速圆周运动。
正课讲授
问 分题析:弧(长1)是弧做长匀是速做圆匀周速运圆动周的运物动体的运物动 的 体位 运移动吗的?路程。
正课讲授
分析:(2)质点沿圆周运动,如果在相等 的时间里通过的弧度(圆心角)相同——这 种运动也可以叫做匀速圆周运动。
60 30
线速度、角速度越大,周期越小,频率、 转速越高,运动得越快。匀速圆周运动角速 度、周期和频率是不变的,线速度的大小不 变、方向时刻改变。
正课讲授
例题1:判断下列说法正确的是:
1、曲线运动是一种变速运动。
2、一个物体作匀速圆周运动,线速度不变。 3、一个物体作匀速圆周运动,角速度大小不变。 4、一个物体作匀速圆周运动,线速度大小不变。 5、转动物体上的不同点,作匀速圆周运动,同 一时刻距圆心远的线速度数值大。
v
o
v
正课讲授
(4)线速度是物体做 匀速圆周运动的瞬时 速度。
变速 v
匀速圆周运动是
运动!
线速度大小不变
正课讲授
(5)匀速圆周运动中的线速度与匀速直线 运动中速度的比较 :
①线速度方向时刻在变,速度方向不变。
②线速度大小为运动路程和运动时间的 比值,速度大小为运动位移和运动时间 的比值。
沿圆弧的 切线方向
有
标量
表示质点 沿圆弧运 动的快慢
4 频率f f=1/T 标量
课堂小结
匀速圆周运动
T 1 2 f 2
f
T
r
2 r 或 2 rf
T
2 n 2n
60 30