匀速圆周运动知识点课件+习题(新)

1匀速圆周运动知识点复习（一）匀速圆周运动定义：任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动（理想化模型）。1.线速度（矢量）：（1）tsv/（比值法定义）单位—m/s（2）方向：圆周轨迹的切线方向2.角速度（矢量）：（1）t/（比值法定义）单位—rad/s（2）方向：右手螺旋定则3.周期T(s)转速n(r/s或r/min)：当单位时间取秒时，转速n与频率f在数值上相等关系：T=1/n4．关系：RvnTt22RRnTRtsv22判断：根据Rv，v与R成正比（F）（二）匀速圆周运动的条件引入：物体做曲线运动的条件：切向力改变速度大小，法向力改变速度方向。1．条件：（1）初速度0v；（2）RnmRTmvmRvmmRFFvF22222244,向合合2.说明：（1）向心力：效果力——只改变速度方向，不改变速度大小，由实际受的性质力提供。变力——方向始终指向圆心（2）向心力产生的加速度叫做向心加速度方向指向圆心；向心加速度描述速度方向变化的快慢。RnRTvRvRaava22222244,向合合例关于匀速圆周运动的性质，以下说法中正确的是（）A、匀速运动B、匀变速运动C、变加速运动D、以上说法都不对解析：匀速圆周运动匀速是指速率一定，但是速度是矢量，速度的方向在运动过程中时时刻刻都在改变，所以匀速圆周运动不是匀速运动。匀变速运动指加速度一定的运动匀速圆周运动中，加速度指向圆心，加速度大小可能不变，但是加速度方向在改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动。2（三）匀速圆周运动问题的解题步骤1.选取研究对象，确定轨道平面和圆心位置2.受力分析，正交分解列方程3.求解。（四）典型问题：1.皮带传动与地球2.自行车问题3.周期运动4.气体分子速率的测定5.向心力实验6.车辆转弯和火车转弯问题火车转弯问题（1）如图所示是轨道与火车的示意图：工字型铁轨固定在水泥基础上，火车的两轮都有轮缘，突出的轮缘一般起定位作用；（2）若是平直轨道转弯，只能依靠外轨道对火车外轮缘的侧压力提供向心力，该侧压力的反作用力作用在铁轨上，长此以往会对铁轨造成极大的破坏作用，甚至会引起轨道变形，导致翻车事故；（3）实际铁轨采用什么方法减小火车在转弯处对轨道的破坏作用呢？分析：如图所示，实际铁轨在转弯处造得外轨高于内轨，即将外轨垫高，则轨道平面与水平面有一倾角，火车转弯时，铁轨对火车的支持力N的方向不再是竖直的，而是斜向轨道内侧，与重力的合力指向圆心，提供火车转往的向心力，满足Rmvmg20tan，（R是转弯处轨道半径）所以tan0gRv（五）讨论当0vv时，tanmg恰好提供所需向心力，轮缘对内外轨道均无压力；当0vv时，tanmg不足以提供所需向心力，则外力的合力小于需要的向心力，要做离心运动，火车对外侧轨道有沿转弯半径向外的压力，火车向外侧推轨道。需要外轨道对外轮轮缘施加一个侧压力，此时火车轮缘对外轨道有侧压力。3当0vv时，tanmg大于所需向心力，合外力大于向心力，要做近心运动，火车对内侧轨道有沿转弯半径向圆心方向的压力，即火车对内轨有向圆心方向的推力。需要内轨道对内轮轮缘施加一个侧压力，此时火车轮缘对内轨道有侧压力。由以上分析可知，火车提速转弯半径r不改变则内外轨道高差h要增加，不然火车转弯有危险。7.车辆过桥：22rvmmgNgrvrvmNmg凹桥：平抛凸桥：随堂练习1、对于做匀速圆周运动的物体，下面说法不正确的是（）A．相等的时间里通过的路程相等B．相等的时间里通过的弧长相等C．相等的时间里发生的位移相同D．相等的时间里转过的角度相等2、做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是（）A．速度B．速率C．角速度D．周期3．关于角速度和线速度，说法正确的是（）A．半径一定，角速度与线速度成反比B．半径一定，角速度与线速度成正比C．线速度一定，角速度与半径成正比D．角速度一定，线速度与半径成反比4．如图所示，地球绕OO′轴自转，则下列正确的是（）A．A、B两点的角速度相等B．A、B两点线速度相等C．A、B两点的转动半径相同D．A、B两点的转动周期相同5．如图所示，细杆上固定两个小球a和b，杆绕0点做匀速转动．下列说法正确的是（）A．a、b两球角速度相等B．a、b两球线速度相等C．a球的线速度比b球的大D．a球的角速度比b球的大6、如图所示，有一皮带传动装置，两轮半径分别为R和r，R=2r，M为大轮边缘上的一点，N为小轮边缘上的一点，若皮带不打滑，则M、N两点的（）A．线速度大小相等B．角速度相等C．向心加速度大小相等D．M点的向心加速度大于N点的向心加速度7、甲、乙两个物体分别放在广州和北京,它们随地球一起转动时,下面说法正确的是（）A.甲的线速度大,乙的角速度小B.甲的线速度大,乙的角速度大C.甲和乙的线速度相等D.甲和乙的角速度相等8、如图所示的皮带传动装置中，右边两轮固定在一起同轴转动，图中A、B、C三轮的半径关系为rA＝rC＝2rB，设皮带不打滑，则三轮边缘上的一点线速度之比vA∶vB∶vC＝，角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝。MNABCrArBrC49、关于向心加速度，以下说法中正确的是（）A.向心加速度的方向始终与速度方向垂直B.向心加速度的方向保持不变C.物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D.物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心10、下列关于匀速圆周运动的说法正确的是A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是加速度不变的运动C.匀速圆周运动是变加速运动D.匀速圆周运动是受恒力的运动11、关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是（）A．由a=rv2可知，a与r成反比B．由a=ω2r可知，a与r成正比C．由v=ωr可知，ω与r成反比D．由ω=2πn可知，ω与n成反比12、如图所示，细线一端拴一个小球，另一端固定．设法使小球在水平面内做匀速圆周运动．则()A．绳子对小球的拉力大于小球的重力B．绳子对小球的拉力等于小球的重力C．绳子对小球的拉力小于小球的重力D．因线速度未知，无法判断拉力和重力的大小关系应用题：1、匀速行进中的小车下面悬挂一个重物，若绳长为，行进速度为v，当小车突然刹车停止运动悬绳的拉力多大？（已知悬挂重物质量为m）2、过山车是常见的刺激娱乐项目，可以简化为下面问题。竖直平面内的圆形轨道半径为R。过山车从倾斜轨道滑下进入圆形轨道，在竖直轨道上做圆周运动，求在圆形轨道最高点，车的最小速度。3、汽车与路面之间的动摩擦因数，转弯处弯道半径为，取。（1）若路面铺成水平的，汽车转弯时速度不能超过多大？（2）若路面铺成外侧高内侧低的坡面，倾角为，汽车以多大速度转弯，与路面无摩擦。（3）若是（2）中转弯路面，最大转弯速度是多少？5随堂练习答案：选择题：1.C2.B3.B4.AD5.A6.A7.D8.vA∶vB∶vC＝1∶1∶2。ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶29.AD10.C11.D12.A解答题1．解析：小车匀速行进时，重物以相同的速度一起匀速前进，当小车紧急刹车而停止时，重物不能马上停止。以小车为圆心做圆周运动。重物受两个力，速度为v。悬绳的拉力大小为注意：小车停止后，重物不再做匀速直线运动，而是圆周运动。2．解析：过山车在圆形轨道做圆周运动轨道的支持力，重力的合力做向心力，车经最高点恰好不掉下来就是车没有离开圆轨道，又对轨道无压力，则即过山车的最小速度至少为当车速小于，重力大于向心力，车就要脱离轨道而掉下来。当车速大于则轨道的支持力与重力的合力做向心力，车对轨道有向上的压力。3．解析：路面是水平的，汽车转弯，向心力沿水平方向，摩擦力做向心力，速度最大摩擦也最大。∴若弯路是坡面，且车与路面无侧向摩擦力则6（3）汽车以最大速度转弯则受三个力向心力沿水平方向，取水平方向为轴，竖直方向为轴。解得大于水平路面的最大转弯速度