2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 4.3 勻速圓周運(yùn)動(dòng)總教案.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 4.3 勻速圓周運(yùn)動(dòng)總教案概念：質(zhì)點(diǎn)做沿著圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長相等，這種運(yùn)動(dòng)叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)。知識(shí)簡析一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1線速度：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所通過的弧長與所用的時(shí)間的比值。（1）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿切線方向運(yùn)動(dòng)的快慢（2）方向：某點(diǎn)線速度方向沿圓弧該點(diǎn)切線方向（3）大?。篤=S/t說明:線速度是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度，其方向時(shí)刻改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。2角速度：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過的圓心角與所用的時(shí)間的比值。（l）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢（2）大小：/t 單位：（rads）3周期T，頻率f：做圓周運(yùn)動(dòng)物體一周所用的時(shí)間叫周期周期的廣范含義： 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，叫做頻率，也叫轉(zhuǎn)速4轉(zhuǎn)速：單位時(shí)間內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。r/min5V、T、f的關(guān)系 T1/f，2/T= v /r=2f，v2r/T2rf=r T、f、三個(gè)量中任一個(gè)確定，其余兩個(gè)也就確定了但v還和半徑r有關(guān)6向心加速度（1）物理意義：描述線速度方向改變的快慢的物理量。（2）大?。篴=v2/r=2r=42fr=42r/T2=v，（3）方向：總是指向圓心，方向時(shí)刻在變化不論a的大小是否變化，a都是個(gè)變加速度 （4）注意：a與r是成正比還是反比，要看前提條件，若相同，a與r成正比；若v相同，a與r成反比；若是r相同，a與2成正比，與v2也成正比7向心力（1）作用：產(chǎn)生向心加速度，只改變線速度的方向，不改變速度的大小因此，向心力對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體不做功（2）大?。?Fmamv2/rm2 r=m42fr=m42r/T2=mv（3）方向：總是沿半徑指向圓心，時(shí)刻在變化即向心力是個(gè)變力說明: 向心力是按效果命名的力，不是某種性質(zhì)的力，因此，向心力可以由某一個(gè)力提供，也可以由幾個(gè)力的合力提供，要根據(jù)物體受力的實(shí)際情況判定F心= ma心= m2 R= mm4n2 R= mv二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)1特點(diǎn)：線速度的大小恒定，角速度、周期和頻率都是恒定不變的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的2性質(zhì)：是速度大小不變而速度方向時(shí)刻在變的變速曲線運(yùn)動(dòng)，并且是加速度大小不變、方向時(shí)刻變化的變加速曲線運(yùn)動(dòng)3加速度和向心力：由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)僅是速度方向變化而速度大小不變，故僅存在向心加速度，因此向心力就是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受外力的合力4質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：合外力大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向圓心三、變速圓周運(yùn)動(dòng)（非勻速圓周運(yùn)動(dòng)）典型是：豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)。變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，不僅線速度大小、方向時(shí)刻在改變，而且加速度的大小、方向也時(shí)刻在改變，是變加速曲線運(yùn)動(dòng)（注：勻速圓周運(yùn)動(dòng)也是變加速運(yùn)動(dòng)）變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力一般不指向圓心，變速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合外力產(chǎn)生兩個(gè)效果1半徑方向的分力：產(chǎn)生向心加速度而改變速度方向法向加速度。2切線方向的分力：產(chǎn)生切線方向加速度而改變速度大小切向加速度 法向分力：產(chǎn)生向心加速度，改變方向快慢的物理量。故利用公式求圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度的大小，必須用該點(diǎn)的瞬時(shí)速度值四、圓周運(yùn)動(dòng)解題思路1靈活、正確地運(yùn)用公式 Fnman=mv2/rm2rm42r/T2m42fr ；2正確地分析物體的受力情況，找出向心力五、有輻條的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的順轉(zhuǎn)反現(xiàn)象：如何解釋？每1/30秒更一幀，車上有8根對(duì)稱輻條，若在1/30秒內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過角度為（45、360、365、355）觀眾覺得車輪是怎樣轉(zhuǎn)的。（45度時(shí)不動(dòng)；360時(shí)不動(dòng)、355度倒轉(zhuǎn)）。規(guī)律方法 1.線速度、角速度、向心加速度大小的比較在分析傳動(dòng)裝置的各物理量時(shí)要抓住不等量和相等量的關(guān)系同軸的各點(diǎn)角速度和n相等，而線速度vr與半徑r成正比在不考慮皮帶打滑的情況下傳動(dòng)皮帶與皮帶連接的兩輪邊緣的各點(diǎn)線速度大小相等，而角速度v/r與半徑r成反比【例1】對(duì)如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置，下列說法中正確的是(A)A輪帶動(dòng)B輪沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)(B)B輪帶動(dòng)A輪沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)(C)C輪帶動(dòng)D輪沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)(D)D輪帶動(dòng)C輪沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)【例3】如圖所示，直徑為d的紙質(zhì)圓筒，以角速度繞軸O高速運(yùn)動(dòng)，有一顆子彈沿直徑穿過圓筒，若子彈穿過圓筒時(shí)間小于半個(gè)周期，在筒上先、后留下a、b兩個(gè)彈孔，已知ao、bo間夾角為弧度，則子彈速度為 2向心力的認(rèn)識(shí)和來源（1）向心力不是和重力、彈力、摩擦力相并列的一種類型的力，是根據(jù)力的效果命名的在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí)，切不可在物體的相互作用力（重力、彈力、摩擦力、萬有引力）以外再添加一個(gè)向心力(2)由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)僅是速度方向變化而速度大小不變的運(yùn)動(dòng)，故只存在向心加速度，物體受的外力的合力就是向心力。顯然物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是：物體的合外力大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向圓心。（3）分析向心力來源的步驟是:首先確定研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)的軌道平面和圓心的位置，然后分析圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的力,作出受力圖,最后找出這些力指向圓心方向的合外力就是向心力例如，沿半球形碗的光滑內(nèi)表面，一小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖小球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在與小球同一水平面上的O/點(diǎn)，不在球心O，也不在彈力N所指的PO線上這種分析方法和結(jié)論同樣適用于圓錐擺、火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等在水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題。共同點(diǎn)是由重力和彈力的合力提供向心力，向心力方向水平。(4）變速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的分析向心力來源的步驟同分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力來源的步驟相向但要注意，一般情況下，變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是合外為沿半徑方向的分力提供分析豎直面上變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的來源時(shí)，通常有細(xì)繩和桿兩種模型(5)當(dāng)物體所受的合外力小于所需要提供的向心力時(shí)，即F向時(shí)，物體做離心運(yùn)動(dòng)；當(dāng)物體所受的合外力大于所需要的向心力，即F向時(shí)，物體做向心運(yùn)動(dòng)。3、圓周運(yùn)動(dòng)與其它運(yùn)動(dòng)的結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)和其他運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，要注意尋找這兩種運(yùn)動(dòng)的結(jié)合點(diǎn)：如位移關(guān)系、速度關(guān)系、時(shí)間關(guān)系等還要注意圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：如具有一定的周期性等點(diǎn)評(píng)：對(duì)于比較復(fù)雜的問題，一定要注意分清物理過程，而分析物理過程的前提是通過分析物體的受力情況進(jìn)行4、圓周運(yùn)動(dòng)中實(shí)例分析