3第三节 圆周运动

第二节 圆周运动一、考点扫描1、匀速圆周运动：（1）特点：① 轨迹：是圆周或圆周的一部分。 ② 运动速率保持不变。（2）描述圆周运动的物理量：① 线速度② 角速度③ 周期（T）和频率（ ）关系：，三个量中任一个确定，其余两个也就确定了。④ 向心加速度特点：匀速圆周运动中，加速度大小保持不变，方向时刻变化。⑤ 向心力F特点：匀速圆周运动物体，向心力大小保持不变，方向时刻变化（总指向圆心），是变力。2、物体作圆周运动条件：（1）分类：匀速圆周运动和变速圆周运动（2）特点：① 匀速圆周运动：合外力大小保持不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。② 竖直平面内的圆周运动：一般情况下是变速圆周运动，需要研究物体能否通过最高点的条件。3、圆周运动问题解题方法：（1）明确研究对象受力分析：注意分析性质力、向心力是效果力。（2）根据题意确定物体的运动轨道和圆心，以指向圆心方向为一坐标轴方向。（3）列方程：从运动学牛顿第二定律及机械能守恒定律三个方面根据题目中条件分析应列的方程来解决问题。4、竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类：这类问题的特点是：由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，在最低点处的速率最大。物体在最低点处向心力向上，而重力向下，所以弹力必然向上且大于重力；而在最高点处，向心力向下，重力也向下，所以弹力的方向就不能确定了，要分三种情况进行讨论。用心 爱心 专心（1）弹力只可能向下，如轻绳拉球。这种情况下有：，即，否则不能通过最高点。（2）弹力只可能向上，如车过桥。在这种情况下有：，∴ ，否则车将离开桥面，做平抛运动。（3）弹力既可能向上又可能向下，如圆空腔模型（或杆连球、环穿珠）。这种情况下，速度大小 v 可以取任意值。但可以进一步讨论：① 当时物体受到的弹力必然是向下的，杆对小球有拉力，方向指向圆心，其大小随 的增大而增大。当时物体受到的弹力必然是向上的，N 的大小随 的增大而减小，且 0＜N＜G；当时物体受到的弹力恰好为零，只有小球的重力提供向心力，此状态为杆对小球的作用力的方向发生改变的临界点；② 当弹力大小 Fmg 时，向心力只有一解：F +mg；当弹力 F=mg 时，向心力等于零。二、典型例题例 1、如图所示为一皮带传动装置，右轮半径为 r，a 是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，。大轮的半径为 4r，小轮半径为 ...