第3讲
圆周运动
一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度1.匀速圆周运动1定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长相等,就是匀速圆周运动.2特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动.3条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心.2.描述匀速圆周运动的物理量定义、意义描述做圆周运动的物体运动快慢的物理线速度量v公式、单位Δs2πr1v==ΔtT2单位:msΔθ2π1ω==ΔtT2单位:rads2πr2π1T=v=,单位:sω12f=,单位:HzTv21a
==rω2r2单位:ms2
角速度
描述物体绕圆心转动快慢的物理量ω
周期
物体沿圆周运动一圈的时间T
向心加速度
1描述速度方向变化快慢的物理量a
2方向指向圆心
深度思考
如图1所示为一辆自行车传动装置的结构图.
图1
f1同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度、角速度是否相同?2两个齿轮相比较,其边缘的线速度是否相同?角速度是否相同,转速是否相同?答案1线速度不同,角速度相同.2线速度相同,角速度、转速不同.二、匀速圆周运动的向心力1.作用效果向心力产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小.2.大小v24π2F=m=mrω2=m2r=mωv=4π2mf2rrT3.方向始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力.4.来源向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,还可以由一个力的分力提供.三、离心现象1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动.2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势.3.受力特点如图2
图2当F=mrω2时,物体做匀速圆周运动;当F=0时,物体沿切线方向飞出;当Fmrω2时,物体逐渐远离圆心.
1.判断下列说法是否正确.1匀速圆周运动是匀变速曲线运动.×2做圆周运动的物体,一定受到向心力的作用,所以分析做圆周运动物体的受力时,除了分
f析其受到的其他力,还必须指出它受到向心力的作用.×
3做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周的半径方向飞出.×4火车转弯速率小于规定的数值时,内轨受到的压力会增大.√5飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时,飞机机翼一定处于倾斜状态.√2.人教版必修2P25第3题改编如图3所示,小物体A与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则A受力情况是r