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高中物理 第二章 匀速圆周运动 本章优化总结学案 教科版必修2-教科版高一必修2物理学案

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本章优化总结 圆周运动的运动分析1.圆周运动的运动学分析(1)正确理解描述圆周运动的快慢的物理量及其相互关系线速度、角速度、周期和转速都是描述圆周运动的快慢,但意义不同.线速度是描述做圆周运动的快慢;角速度、周期和转速描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢.(2)对公式的理解v=rω,r 一定时,v 与 ω 成正比;ω 一定时,v 与 r 成正比;v 一定时,ω 与 r 成反比.由 a=ω2r 可知,若 ω 为常数,向心加速度与 r 成正比;若 v 为常数,根据 a=可知,向心加速度与 r 成反比.2.圆周运动的动力学分析(1)匀速圆周运动:采用正交分解法,其坐标原点是做圆周运动的物体,相互垂直的两个坐标轴中,一定有一个坐标轴的正方向沿半径指向圆心.(2)变速圆周运动:采用正交分解法,有一个坐标轴的正方向沿半径指向圆心,加速度沿半径方向的分量即为向心加速度,其大小为 a==ω2r.合外力沿半径方向的分量提供向心力,其作用是改变速度的方向,其大小为 F=mω2r=m.加速度沿轨迹切向方向的分量即为切向加速度,它反映的是速度大小改变的快慢. 随着经济的持续发展,人民生活水平的不断提高,近年来我国私家车数量快速增长,高级和一级公路的建设也正加速进行.为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑,常将弯道部分设计成外高内低的斜面.如果某品牌汽车的质量为 m,汽车行驶时弯道部分的半径为 r,汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为 μ,路面设计的倾角为 θ,如图所示.(重力加速度 g 取10 m/s2)(1)为使汽车转弯时不打滑,汽车行驶的最大速度是多少?(2)若取 sin θ=,r=60 m,汽车轮胎与雨雪路面间的动摩擦因数为 μ=0.3,则弯道部分汽车行驶的最大速度是多少?[解析](1)受力分析如图所示竖直方向:Ncos θ=mg+fsin θ水平方向: Nsin θ+fcos θ=m又 f=μN可得 v= .(2)代入数据可得:v=14.6 m/s.[答案] (1) (2)14.6 m/s 圆周运动中的临界问题1.当物体从某种特性变化为另一种特性时,发生质的飞跃的转折状态,通常叫做临界状态,出现临界状态时,既可理解为“恰好出现”,也可理解为“恰好不出现”.2.临界问题分类(1)汽车过拱桥如图所示,汽车过凸形桥顶时,桥对车的支持力 N=mg-m,当压力为零时,即 mg-m=0,v=,这个速度是汽车能正常过拱桥的临界速度.v<是汽车安全过桥的条件.(2)物体不滑动如图所示,物体随着水平圆盘一块转动,汽车在...

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