高中物理 圓周運動教學(xué)案

圓周運動1、定義：作圓周運動的物體相時間內(nèi)通過的弧長相等稱為勻速圓周運動。2、描述勻速圓周運動的有關(guān)量它們的關(guān)系：（速：質(zhì)點通過的弧長所用時間的比值，即表示線速度的大小v方向：在該點切線方向上。

st（速度：連接運動物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角跟用間t的值即表示角速度ω=

t（期做勻速圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期。符號用T表示，單位是s。（率：單位時間內(nèi)運動的周數(shù)，即周期的倒數(shù)，叫做頻率。符號用f表示，單位是f=1/T（速：做勻速圓周運動的體單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速。符號n表示，單位是r/sr/min。n=f（）心加速度①向：做勻速圓周運動的物體，加速度指向圓心②?。?/p>

vr

r③意義：是用來描述物體做圓周運動的線速度方向變化快慢的物理量?！緜渥⑷凰賵A周運動線速大小不變向時刻改變勻速圓周運動是變速運動；向心加速度大小不變但方向時刻改始終指向圓心圓周運動是一種變加速運動。、線速度、角速度、周期之間的關(guān)系=討論v（1）當一定時，r反比（2）當一時及v與正比（3）當r一時v與正經(jīng)例基概念、公式的理解和運用

2、=T

v＝r＝π＝2πfr【例1】關(guān)于勻速圓周運動，下說法正確的是（）線速度不變B.角度不變C.加度為零周不變傳帶傳動問題【例3】如圖所示，、b輪靠皮帶傳動，、B分別為兩輪邊緣上的點C與A同輪上已

r2rA

，

OCB

，在傳動時帶打滑。求:B

）v:vAC

）

a:aB

。

r

Aa

r

NN圖動學(xué)特征及應(yīng)用物體做勻速圓周運動時，由合力提供圓周運動的向心力且有

F合

m向向

2(r

2

，其方向始終指向圓心勻圓周運動的實例變形模型一、汽車過凸橋【例】如圖所示，汽車受到重力和持力F，力提供汽車過橋所需的向心力。假設(shè)汽車過橋的速度為v，質(zhì)量為m，橋的半徑為，

GF

r

2

。F

NG圖★解析當支持力為零時，只有重力提供汽車所需的向心力，即

G

r

20

，

gr當車的速度

v

，汽車所受的重力小于過橋所需的向心力，汽車過橋時就會離開橋面飛起來。當車的速度

v

，汽車所受的重力恰好等于過橋需要的向心力，汽車恰好通過橋面的最高點。

(

r

20

vgr0當車的速度

v

，汽車所受的重力大于所需的向心力，此時需要的向心力要由重力和支持力的合力共同來提供。因此，汽車過凸橋的最大速度為

(Fgr。

mvr

2

)

FF模型二、繩拉小球在豎直平面內(nèi)過最高點的運動?！纠?】如圖所示，小球所受的重力和繩的力的合力提供小球所需的向心力，即mgFm

2r

。vT圖★解析當繩的拉力為零時，只有重力提供小球所需的向心力，即

G

r

20

，

gr0當球的速度

v

，物體所受的重力已不足以提供物體所需的向心力。不足的部分將由小球所受的繩的拉力來提供要不超過繩的承受力已知物體的速度就求出對應(yīng)的拉力。

(mg

2r

)當球的速度

v

，物體所受的重力剛好提供物體所需的向心力。(

r

20

vgr0當球的速度

v

物體所受的重力G大于所需的向心力此時小球?qū)⑸系阶罡唿c。因此，繩拉小球在豎直平面內(nèi)過最高點時的最小速度為

0

gr

。實例：翻轉(zhuǎn)過山車【例6】如圖3所：由于過山車在軌道最高點所受的力為重力和軌道的持力，故分析方法與模型二類似。

N圖

FF模型三：一輕桿固定一小球在豎直平面內(nèi)過最高點的運動?！纠?】如圖所示，物體所受的重力和桿對的彈力的合力提供物體所需的向心力，即mgFm

rTv圖★解析當桿對球的彈力為零時，只有重力提供小球所需的向心力，即G

r

20

，gr當球的速度

v

，物體所受的重力已不足以提供物體所需的向心力。不足的部分將由小球所受的桿的拉力來提供桿對小球的彈力為向下的拉力，參考圖知物體的速度，就可求出對應(yīng)的拉力。

(mgm

r

)當球的速度

v

，物體所受的重力剛好提供物體所需的向心力。(

r

20

vgr0當球的速度

v

，物體所受的重力大于所需的向心力，多余的部分將由桿對小球的支持力來抵消時對小球的彈力為向上的支持力

(mgm

2r

)當球的速度

0

，物體所受的重力等于桿對小球的支持力。

(T因此，一輕桿固定一小球在豎直平面內(nèi)過最高點的最小速度為0。模型四：火車轉(zhuǎn)彎【例8】如圖示，火車在平直的軌道上轉(zhuǎn)彎，將擠壓外軌，由外軌給火車的彈力提供火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力，這樣久而久之，將損壞外軌。

NN圖故火車轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，火車駛過轉(zhuǎn)彎處時，鐵軌對火車的支持力F的向不再是豎直的而斜向彎道的側(cè)它重力的合力指向圓心提火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力（如圖所示就輕了輪緣與軌的擠壓。

NθG圖★解析當火車的速度為時火車所需的向心力全部由力和支持力的合力來提供，即mgtan

mr

，

gr

。若車的速度若車的