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1、专题十 匀速圆周运动及其应用第1页，本讲稿共17页考点一考点一.匀速圆周运动匀速圆周运动1.定义定义:质点沿圆轨迹运动质点沿圆轨迹运动,如果在相等时间内如果在相等时间内通过的圆弧长度相等通过的圆弧长度相等,那么这个质点就做匀那么这个质点就做匀速圆周运动速圆周运动.2.物体做匀速圆周运动必须具备两个条件物体做匀速圆周运动必须具备两个条件:一一是有初速度是有初速度;二是其所受合力大小不变二是其所受合力大小不变,方向方向始终与速度方向垂直而指向圆心始终与速度方向垂直而指向圆心.3.性质性质:匀速圆周运动是曲线运动匀速圆周运动是曲线运动,各点线速度各点线速度方向沿切线方向方向沿切线方向,但大小不变但大
2、小不变;加速度方向始终指向圆心加速度方向始终指向圆心,大小也不变大小也不变;所所以以,匀速圆周运动是加速度变化匀速圆周运动是加速度变化(大小不变而大小不变而方向不断变化方向不断变化)的变加速运动的变加速运动.第2页，本讲稿共17页例题例题1:质点做匀速圆周运动则质点做匀速圆周运动则:()A.在任何相等时间里在任何相等时间里,质点的位移都相等质点的位移都相等B.在任何相等的时间里在任何相等的时间里,质点通过的路程都相质点通过的路程都相等等C.在任何相等的时间里在任何相等的时间里,连接质点和圆心的半连接质点和圆心的半径转过的角度都相等径转过的角度都相等D.以上说法均不正确以上说法均不正确第3页，本
3、讲稿共17页考点二考点二:描述匀速圆周运动快慢的物理量描述匀速圆周运动快慢的物理量1.线速度线速度:物体在某时间内通过的弧长与所用物体在某时间内通过的弧长与所用时间的比值时间的比值.(1)大小大小:(s是是t时间内通过的弧长时间内通过的弧长)(2)物理意义物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢描述质点沿圆周运动的快慢第4页，本讲稿共17页例题例题2:比较图中比较图中A、B两点的线速度的大小关系两点的线速度的大小关系有（有（）AA点的线速度大于点的线速度大于B点的线速度点的线速度BA点的线速度小于点的线速度小于B点的线速度点的线速度CA、B两点的线速度大小相等两点的线速度大小相等DA、B两点的线速度
4、相等两点的线速度相等B A 第5页，本讲稿共17页2.角速度角速度:物体在某段时间内通过的角度与所用物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值时间的比值.(1)大小大小:(是是t时间内半径转过的圆心时间内半径转过的圆心角角)(2)物理意义物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢描述质点绕圆心转动的快慢第6页，本讲稿共17页例题例题:(09年广东试题年广东试题)如图如图4 所示，由于地球所示，由于地球的自转，地球表面上的自转，地球表面上P、Q两点均绕地球自两点均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于转轴做匀速圆周运动，对于P、Q 两点的运两点的运动，下列说法正确的是动，下列说法正确的是()A.P、Q 两点的
5、线速度大小相等两点的线速度大小相等B.P、Q两点的角速度大小相等两点的角速度大小相等 C.P点的角速度比点的角速度比Q 点的角速度大点的角速度大D.P点的线速度比点的线速度比Q 点的线速度大点的线速度大第7页，本讲稿共17页例题例题4（2010年广东试题）年广东试题）如图所示，细杆上如图所示，细杆上固定两个小球固定两个小球a和和b，杆绕，杆绕O点做匀速转动，点做匀速转动，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）Aa、b两球角速度相等两球角速度相等Ba、b两球线速度相等两球线速度相等Ca球的线速度比球的线速度比b球的大球的大Da球的角速度比球的角速度比b球的大球的大第8页，本讲稿共17页3周期周期
6、T、频率、频率f:做圆周运动的物体运动一周所用的时间，叫做圆周运动的物体运动一周所用的时间，叫周期；周期；单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，叫频单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，叫频率，即周期的倒数（率，即周期的倒数（f=1/T）4.的关系：的关系：第9页，本讲稿共17页匀速圆周运动说明说明:两个有用的结论：两个有用的结论：皮带上及轮子边缘上各点的线速度相同皮带上及轮子边缘上各点的线速度相同同一轮上各点的角速度相同同一轮上各点的角速度相同O1abcO2RaRcRb第10页，本讲稿共17页考点三考点三:向心力与向心加速度向心力与向心加速度1.向心力定义向心力定义:做匀速圆周运动的物体所需要的做匀
7、速圆周运动的物体所需要的合外力合外力,其作用效果是改变线速度的方向其作用效果是改变线速度的方向.2.方向方向:始终沿着半径指向圆心始终沿着半径指向圆心,与线速度垂直与线速度垂直,时刻变化时刻变化.3.向心力的作用向心力的作用:只改变速度的方向只改变速度的方向,不改变速不改变速度的大小度的大小.4.向心力是效果力向心力是效果力.在对物体进行受力分析时在对物体进行受力分析时,不能认为物体多受了个向心力不能认为物体多受了个向心力.向心力是物体向心力是物体受到的某一个力或某一个力的分力或某几个受到的某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力力的合力.第11页，本讲稿共17页5.大小大小:例例2.(200
8、9广东试题广东试题)如图如图2，一个圆盘在水，一个圆盘在水平面内绕通过中心的竖直轴匀速转动，盘平面内绕通过中心的竖直轴匀速转动，盘上一小物体相对圆盘静止，随圆盘一起运上一小物体相对圆盘静止，随圆盘一起运动。关于这个物体受到的向心力，下列说动。关于这个物体受到的向心力，下列说法中正确的是：法中正确的是：()A向心力方向指向圆盘中心向心力方向指向圆盘中心 B向心力方向与物体的速度方向相同向心力方向与物体的速度方向相同C向心力方向与转轴平行向心力方向与转轴平行 D向心力方向保持不变向心力方向保持不变第12页，本讲稿共17页6.向心加速度向心加速度:做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,加速加速度
9、方向指向圆心度方向指向圆心,这个加速度叫向心加速这个加速度叫向心加速度度(1)大小大小:(2)方向方向:总指向圆心总指向圆心,时刻变化时刻变化(3)物理意义物理意义:描述线速度方向改变的快慢描述线速度方向改变的快慢第13页，本讲稿共17页例题例题5:关于向心加速度的物理意义关于向心加速度的物理意义,下列说法下列说法正确的是正确的是()A.它描述的是线速度方向变化的快慢它描述的是线速度方向变化的快慢B.它描述的是线速度大小变化的快慢它描述的是线速度大小变化的快慢C.它描述的是角速度变化的快慢它描述的是角速度变化的快慢D.匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的第1
10、4页，本讲稿共17页考点四考点四:离心现象离心现象1.定义定义:做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失或者在合外力突然消失或者不足以提供所需的向心力时不足以提供所需的向心力时,将做逐渐圆心的运动将做逐渐圆心的运动,此此种运动叫种运动叫”离心现象离心现象”.2.物体做离心运动的轨迹可能为直线或曲线物体做离心运动的轨迹可能为直线或曲线:若外力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时若外力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时,物体物体到圆心的距离就不能维持不变到圆心的距离就不能维持不变,而要逐渐增大使物体沿螺而要逐渐增大使物体沿螺旋线远离圆心旋线远离圆心,轨迹为曲线轨迹为曲线(如
11、图中如图中b轨迹轨迹)。若物体所受的外力提供向心力突然消失，物体将沿着切线若物体所受的外力提供向心力突然消失，物体将沿着切线方向远离圆心而去，轨迹为直线（如图中方向远离圆心而去，轨迹为直线（如图中a轨迹）轨迹）第15页，本讲稿共17页 例题例题3：（2010年广东试题）年广东试题）下列属于离心现象下列属于离心现象的是（的是（）A投篮球投篮球B投掷标枪投掷标枪C用洗衣机脱去湿衣服中的水用洗衣机脱去湿衣服中的水D旋转雨伞旋转雨伞abcopF 第16页，本讲稿共17页例题例题5（2010年广东试题）年广东试题）如图所示，飞机在如图所示，飞机在竖直水平内俯冲又拉起，这一过程可以看竖直水平内俯冲又拉起，这一过程可以看作匀速圆周运动，在最低点，飞行员对座作匀速圆周运动，在最低点，飞行员对座椅的压力为椅的压力为F，设飞行员所受重力，设飞行员所受重力G，则飞，则飞机在最低点时（机在最低点时（）AF=0 B.FG C.F=G D.FG第17页，本讲稿共17页