人教版高中物理必修 二第五章第4节圆周运动 课件(共23张PPT)

绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度 g=10 m/s2，π=3.14），则赛车( )
A．在绕过小圆弧弯道后加速 B．在大圆弧弯道上的速率为45 m/s C．在直道上的加速度大小为5.63 m/s2 D．通过小圆弧弯道的时间为5.85 s
二．竖直面内圆周运动
1.
v FN
拱
桥
和
mg
凹
桥
O
（1）求运动员在AB段下
滑时受到阻力Ff的大小；
（2）若运动员能够承受的
最大压力为其所受重力的6
倍，则C点所在圆弧的半径
R至少应为多大。
两类圆周运动： 一.水平面内的圆周运动 二.竖直面内的圆周运动
课后练习
1、如图所示，质量为m的小球，用长为L的 细绳，悬于光滑斜面上的0点，小球在这个 倾角为θ 的光滑斜面上做圆周运动，若小球 在最高点和最低点的速率分别是vl和v2，则 绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?
一.水平面内圆周运动
高考链接：
题3变式（2016•开封模拟）在匀速转动的水
平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相
等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与
圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动
摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚
好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩
擦力．下列说法正确的是（ ）
题4变式2.如右图，则应选（ ）
一.水平面内圆周运动
高考链接：
题5如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个 弯道分别为半径R=90 m的大圆弧和r=40 m的小圆弧， 直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O'距离L=100 m。 赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦 力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直 线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，
绳和细杆的夹角α 1=30°， α 2=45° ，g=10m/s2．求：当细杆
ω
C
转动的角速度ω 在什么范围内，A、
B两绳始终绷紧？
一.水平面内圆周运动 题4变式1.如图所示，两根不可伸长的细绳，一 端分别系在竖直杆上A、B两点上，另一端共同 系拴住一小球C．当杆以ω转动时，两绳恰好都 拉直，此后ω逐渐增大，则两绳张力变化情况是 （） A．AC张力增大，BC张力不变 B．AC张力不变，BC张力增大 C．AC张力减小，BC张力增大 D．AC张力增大，BC张力减小
=m4ຫໍສະໝຸດ π22r方向： 始终指向圆心(是变力)
向心力的来源： 沿半径方向的合力
O θ
r
两类圆周运动： 一.水平面内的圆周运动 二.竖直面内的圆周运动
一.水平面内圆周运动
题1如图所示，倾角30°的斜面连接水平面， 在水平面上安装半径为R的半圆形竖直挡板， 质量为m的小球从斜面上高为R/2处由静止释 放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动。不计 小球体积，不计摩擦和机械能损失。则小球沿 挡板运动时对挡板的作用力大小是（ ） A．0.5mg B．mg C．1.5mg D．2mg
mg－FN＝m
v2
R
v2 FN mg m R mg
O
FN
v
mg
FN－mg＝m
v2
R
FN ' mg
m v2 R
mg
二.竖直面内圆周运动
2.绳模型 υ
轨道内侧 T
2
mg T m R
mg
T 0
O
gR
二.竖直面内圆周运动
3.杆模型 圆管轨道
N
υ
T
mg
O
若 gR
一.水平面内圆周运动 题3.如图所示，匀速转动的水平圆盘上，放 有质量均为m的小物体A、B， A、B间用细 线沿半径方向相连，它们到转轴距离分别为
A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的 0.4倍，试求： (1)当细线上开始出现张力时， 圆盘的角速度ω0； (2)当A开始滑动时，圆盘的 角速度ω； (3)当即将滑动时，烧断细线， A、B状态如何?
低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，
该示数为___kg； (3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑 向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释 放小车，记录各次的m值如下表所示： (4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力 为___N;小车通过最低点时的速度大小为____m/s.(重力加速度 大小取9.8m/s2,计算结果保留2位有效数字)
A．此时绳子张力为T=3mg
B．此时圆盘的角速度为ω=2μg/ r
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圈外
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做
离心运动
一.水平面内圆周运动
题4．如图所示，质量为m=0.1g的小
球和A、B两根细绳相连，且两绳固 A
30.
定在细杆的A、B两点，其中A绳长 B
lA=2m，当两绳都拉直时，A、B两 45.
圆周运动
知识点储备
1.描述圆周运动的物理量：
线速度v 、角速度ω 、转速n 、频率f 、周期T
v=
Δl Δt
ω=
Δθ
Δt
n
=
f
=
1 T
v
=
2πr
T
ω=
2π
T
向心加速度an
an=
v2 r
= ω2 r =ωv
=
4π2 T2
r
v =ω r
知识点储备
2.向心力Fn
大小： Fn= m
v2 r
=
mvω
=
mrω2
一.水平面内圆周运动
题2．如图所示，光滑的水平圆盘中心O处有一 个小孔，用细绳穿过小孔，绳两端各系一个小 球A和B，两球质量相等，圆盘上的A球做半径 为r=20cm的匀速圆周运动，要使B球保持静止 状态，求A球的角速度ω应是多大？
A O
B
题2变式：若A与圆盘间的动摩擦因数为μ， 求A球的角速度ω应是多大？
则F 0
若 gR
则T

2
m
mg
R
若 gR
则N

mg
2
m
R
二.竖直面内圆周运动
题6如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在
水平地面上，半径r=0.4m，最低点处有一小球
（半径比r小很多），现给小球以水平向右的初
速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应 当满足(g=10m/s2 )（ ）
高考链接：
题9(2016海南)如图，光滑圆轨道固定在竖直 面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆 周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力 大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为 N2。重力加速度大小为g，则N1–N2的值为 ()
A．3mg B．4mg
C．5mg D．6mg
高考链接：
题10我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的 项目之一。如图所示，质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A 处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B 时速度vB=24 m/s，A与B的竖直高度差H=48 m。为了改变运动员 的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最 低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点 C的高度差h=5 m，运动员 在B、C间运动时阻力做功W=–1 530 J， 取g=10 m/s2。
A．
B．
C．
D．
二．竖直面内圆周运动
高考链接： 题7（2015福建）如图，在竖直平 面内，滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三 点在同一水平线上．若小滑块第一次由A滑到 C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用 的时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且 运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的 动摩擦因数恒定，则（ ） A．t1＜t2 B．t1=t2 C．t1＞t2 D．无法比较t1、t2的大小
二．竖直面内圆周运动
高考链接：题8.（2015全国1）某物理小组的同学设计了一个粗 测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩 具小车压力式托盘秤凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0. 20m)。 完成下列填空： (1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，
如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00kg； (2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最
课后练习 2．如图：直径为d的纸制圆筒，以角速度ω 绕O 匀速转动，子弹沿直径穿过圆筒，若子弹在 圆筒转不到半圈时，在圆筒上先后留下a，b 两个弹孔，已知aob夹角为Ψ ，求子弹的速度
v wd

补充：若把题中的“在圆筒旋转不到半周时” 去掉，子弹的速度又如何？
感谢大家观赏！再见！