《高一物理第五章课件(共14套) 人教版必修25.5 圆周运动2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理第五章课件(共14套) 人教版必修25.5 圆周运动2（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5.5 圆周运动圆周运动25 七月 2024一、圆周运动的概念一、圆周运动的概念 物体的运动轨迹是圆周（或圆周的一物体的运动轨迹是圆周（或圆周的一部分）的运动叫圆周运动。部分）的运动叫圆周运动。25 七月 2024二、生活中的圆周运动二、生活中的圆周运动砂轮上每一点在转动过程中都做圆周运动砂轮上每一点在转动过程中都做圆周运动25 七月 2024二、生活中的圆周运动二、生活中的圆周运动25 七月 2024二、生活中的圆周运动二、生活中的圆周运动25 七月 2024地球绕太阳的运动可以看作圆周运动地球绕太阳的运动可以看作圆周运动二、生活中的圆周运动25 七月 2024二、生活中的圆周运动二、生活中
2、的圆周运动25 七月 20241、线速度、线速度 物体通过的弧长与所物体通过的弧长与所用时间的比值，叫做圆用时间的比值，叫做圆周运动的周运动的线速度线速度。A AO O三、描述圆周运动快慢的物理量25 七月 2024三、描述圆周运动快慢的物理量三、描述圆周运动快慢的物理量1、线速度、线速度A AB B 物体通过的弧长与所物体通过的弧长与所用时间的比值，叫做圆用时间的比值，叫做圆周运动的周运动的线速度线速度。 当选取的时间当选取的时间t t很小很小很小很小 ( (趋近零趋近零) )时，弧时，弧长长 就等于物体在就等于物体在t t时间的位移大小，定义时间的位移大小，定义式中的式中的v，就是前面学过
3、的物体的，就是前面学过的物体的瞬时速度瞬时速度。O O 矢量矢量25 七月 2024三、描述圆周运动快慢的物理量三、描述圆周运动快慢的物理量1、线速度、线速度 如果物体沿着圆周运如果物体沿着圆周运动，线速度大小处处相动，线速度大小处处相等（即任意相等时间内等（即任意相等时间内通过的弧长都相等），通过的弧长都相等），这种运动叫做这种运动叫做匀速圆周匀速圆周运动运动。 匀速圆周运动速度大小（速率）不变，匀速圆周运动速度大小（速率）不变，速度方向不断变化，是速度方向不断变化，是变速运动变速运动。A AO O25 七月 2024三、描述圆周运动快慢的物理量三、描述圆周运动快慢的物理量2、角速度、角速度
4、A AB BC C 物体做圆周运动的快物体做圆周运动的快慢还可以用它与圆心的慢还可以用它与圆心的连线扫过的角度来描述。连线扫过的角度来描述。O O 物体沿圆周运动，它物体沿圆周运动，它与圆心的连线扫过的角与圆心的连线扫过的角度与所用时间的比值叫度与所用时间的比值叫做它的做它的角速度角速度。25 七月 2024角速度的角速度的单位位角的角的单位位lr25 七月 2024三、描述圆周运动快慢的物理量三、描述圆周运动快慢的物理量3、周期、周期 物体做圆周运动的快物体做圆周运动的快慢还可以用它绕圆周运慢还可以用它绕圆周运动一周的时间表示。动一周的时间表示。 物体沿圆周运动，它物体沿圆周运动，它绕圆周运
5、动一周的时间绕圆周运动一周的时间叫做它的叫做它的周期周期T T。A AO O25 七月 2024三、描述圆周运动快慢的物理量三、描述圆周运动快慢的物理量4、转速、转速 物体做圆周运动的快慢物体做圆周运动的快慢还可以用单位时间内绕圆还可以用单位时间内绕圆周运动的圈数表示。周运动的圈数表示。 物体沿圆周运动，它在物体沿圆周运动，它在单位时间内绕圆周运动的单位时间内绕圆周运动的圈数叫做它的圈数叫做它的转速转速n。A AO O 单位：单位：r/sr/s或或r/minr/min25 七月 2024四、描述圆周运动快慢各量的关系四、描述圆周运动快慢各量的关系1、线速度与周期、线速度与周期A AO Or25
6、 七月 2024四、描述圆周运动快慢各量的关系四、描述圆周运动快慢各量的关系2、角速度与周期、角速度与周期A AO Or25 七月 2024四、描述圆周运动快慢各量的关系四、描述圆周运动快慢各量的关系3、线速度与角速度、线速度与角速度A AO Or25 七月 20241 1、关于物体做匀速圆周运动的速度，下列说法、关于物体做匀速圆周运动的速度，下列说法中正确的是中正确的是 （）（）A A速度的大小和方向都不变速度的大小和方向都不变B B速度的大小和方向都改变速度的大小和方向都改变C C速度的大小改变，方向不变速度的大小改变，方向不变D D速度的大小不变，方向改变速度的大小不变，方向改变 匀速圆
7、周运动速度大小（速率）不变，匀速圆周运动速度大小（速率）不变，速度方向不断变化。速度方向不断变化。25 七月 20242 2、关于匀速圆周运动的角速度和线速度，下列、关于匀速圆周运动的角速度和线速度，下列说法正确的是（）说法正确的是（）A A半径一定，角速度与线速度成反比半径一定，角速度与线速度成反比B B半径一定，角速度与线速度成正比半径一定，角速度与线速度成正比C C线速度一定，角速度与半径成正比线速度一定，角速度与半径成正比D D角速度一定，线速度与半径成反比角速度一定，线速度与半径成反比提示：提示：25 七月 20243 3、做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,10s ,10s
8、内沿半径为内沿半径为20m20m的圆周运动的弧长为的圆周运动的弧长为100m,100m,求：求：（1 1）线速度）线速度 （2 2）角速度）角速度 （3 3）周期）周期25 七月 20244 4、如如图图所所示示装装置置中中，三三个个轮轮的的半半径径分分别别为为r r、2 2r r、4 4r r，b b点点到到圆圆心心的的距距离离为为r r，求求图图中中a、b b、c c、d d各各点的线速度之比、角速度之比。点的线速度之比、角速度之比。 同一轮上各点的同一轮上各点的角速度角速度（周期（周期、转速）转速）都相同都相同 通过皮带传动的两轮与皮通过皮带传动的两轮与皮带接触的边缘上各点的带接触的边缘
9、上各点的线速线速度度大小相等。大小相等。提示：提示：25 七月 2024五、匀速圆周运动的加速度五、匀速圆周运动的加速度V VF FG GN NF F匀速圆周运动的合外力方向匀速圆周运动的合外力方向指向圆心指向圆心匀速圆周运动的加速度方向匀速圆周运动的加速度方向指向圆心指向圆心向心加速度向心加速度1 1、加速度的方向、加速度的方向25 七月 2024 设质点初速度为设质点初速度为v1，末速度为，末速度为v2，则速度的变化量，则速度的变化量v = v2 - v1，移项得：，移项得： v1+ v = v2v1v2vv1v2v结论：速度的变化量结论：速度的变化量v可以用初速度可以用初速度v1末端指末
10、端指向末速度向末速度v2末端的有向线段来表示。末端的有向线段来表示。五、匀速圆周运动的加速度五、匀速圆周运动的加速度1 1、加速度的方向、加速度的方向25 七月 2024设质点做半径为设质点做半径为r的匀速圆周运动，经过的匀速圆周运动，经过t从从A运动到运动到BABOvOAB结论：结论：匀速圆周运动的瞬时加速度方向匀速圆周运动的瞬时加速度方向指向圆心指向圆心。五、匀速圆周运动的加速度五、匀速圆周运动的加速度1 1、加速度的方向、加速度的方向V VA AV VA AV VB BV VA AV VB Bvvv25 七月 2024ABOv五、匀速圆周运动的加速度五、匀速圆周运动的加速度2 2、加速度
11、的大小、加速度的大小V VA AV VB B三角形三角形OAB和由和由vA、vB、v组成的矢量三角形相似组成的矢量三角形相似r25 七月 20241 1、对对于于向向心心加加速速度度的的公公式式，同同学学们们有有各各自自的的看看法法。白白胖胖同同学学说说，从从 看看，向向心心加加速速度度与与半半径径成成反反比比；黑黑柱柱同同学学说说，从从看看，a=r=r2 2向向心心加加速速度度与与半半径径成成正正比比。这这两两个个结结论论是是否矛盾？谈谈你的看法。否矛盾？谈谈你的看法。A AB BC C当当v一定时，一定时，a与与r r成反比成反比当当一定时，一定时，a与与r r成正比成正比25 七月 20
12、242 2、关关于于圆圆周周运运动动的的加加速速度度，下下列列说说法法中中正正确确的的是（是（ ）A.A.圆周运动的加速度方向一定指向圆心圆周运动的加速度方向一定指向圆心B.B.匀速圆周运动的加速度方向一定指向圆心匀速圆周运动的加速度方向一定指向圆心C.C.匀速圆周运动的加速度一定不变匀速圆周运动的加速度一定不变D.D.匀速圆周运动的加速度大小一定不变匀速圆周运动的加速度大小一定不变 匀速圆周运动的物体速度大小不变，匀速圆周运动的物体速度大小不变，速度方向不断变化。向心加速度是描述物速度方向不断变化。向心加速度是描述物体速度方向变化快慢的物理量。体速度方向变化快慢的物理量。25 七月 2024
13、3 3、甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之、甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为比为1 1：2 2，转动半径之比为，转动半径之比为1 1：2 2，在相等时间里，在相等时间里甲转过甲转过6060，乙转过，乙转过4545，则它们的加速度之比，则它们的加速度之比为为 ( )( )A. 4A. 4：3 3 B.2B.2：3 3 C.8C.8：9 9 D.9D.9：161625 七月 20244 4、如如图图所所示示装装置置中中，三三个个轮轮的的半半径径分分别别为为r r、2 2r r、4 4r r，b b点点到到圆圆心心的的距距离离为为r r，求求图图中中a、b b、c c、d d各各点的加
14、速度之比。点的加速度之比。 25 七月 20245 5、如如图图，一一质质点点沿沿着着半半径径r=2mr=2m的的圆圆周周，以以n=1r/sn=1r/s的转速逆时针匀速转动。的转速逆时针匀速转动。求求：（1 1）从从A A点点开开始始计计时时，经经过过0.25s0.25s的的时时间间，质点速度的变化。（质点速度的变化。（2 2）质点向心加速度的大小。）质点向心加速度的大小。OrABvAvBvAv25 七月 2024V VF FG GN NF F匀速圆周运动的合外力方向匀速圆周运动的合外力方向指向圆心指向圆心向心力向心力六、匀速圆周运动的合外力六、匀速圆周运动的合外力1 1、合外力的方向、合外力
15、的方向25 七月 2024O 向心力不是新的性质的力，它是物体所向心力不是新的性质的力，它是物体所受各力的合力，方向始终指向圆心，形象地受各力的合力，方向始终指向圆心，形象地称为向心力。称为向心力。 它是我们过去所熟悉的重力、它是我们过去所熟悉的重力、弹力、摩擦力等力的合力。弹力、摩擦力等力的合力。六、匀速圆周运动的合外力六、匀速圆周运动的合外力1 1、合外力的方向、合外力的方向OGNFO OG GT TF F25 七月 2024六、匀速圆周运动的合外力六、匀速圆周运动的合外力2 2、合外力的大小、合外力的大小25 七月 2024六、匀速圆周运动的合外力六、匀速圆周运动的合外力3 3、感受向心
16、力的大小、感受向心力的大小（1 1）手握绳结）手握绳结A A，每秒，每秒1 1周。感周。感受绳子拉力大小。受绳子拉力大小。（2 2）手握绳结）手握绳结B B，每秒，每秒1 1周。感周。感受绳子拉力大小。受绳子拉力大小。（3 3）手握绳结）手握绳结A A，每秒，每秒2 2周。感周。感受绳子拉力大小。受绳子拉力大小。比较：比较：（1 1）与（）与（2 2）、（）、（1 1）与（）与（3 3）绳子拉力的大小。绳子拉力的大小。25 七月 2024六、匀速圆周运动的合外力六、匀速圆周运动的合外力4 4、验证向心力公式、验证向心力公式（1 1）由受力计算向心力）由受力计算向心力G GT TF FF=mgt
17、an= =mgmgr/hr/h（2 2）由向心力公式计算向心力）由向心力公式计算向心力验证：验证：g/h与与（2n/t）2 是否相等。是否相等。25 七月 2024六、匀速圆周运动的合外力六、匀速圆周运动的合外力4 4、验证向心力公式、验证向心力公式物理量物理量hntg/h（2n/t）2第一次第一次第二次第二次第三次第三次验证：验证：g/h与与（2n/t）2 是否相等。是否相等。25 七月 20241 1、关关于于圆圆周周运运动动的的合合外外力力，下下列列说说法法中中正正确确的的是（是（ ）A.A.圆周运动的合外力方向一定指向圆心圆周运动的合外力方向一定指向圆心B.B.匀速圆周运动的合外力方向
18、一定指向圆心匀速圆周运动的合外力方向一定指向圆心C.C.匀速圆周运动的合外力一定不变匀速圆周运动的合外力一定不变D.D.匀速圆周运动的合外力大小一定不变匀速圆周运动的合外力大小一定不变 匀速圆周运动的物体速度大小不变，匀速圆周运动的物体速度大小不变，速度方向不断变化。匀速圆周运动向心力速度方向不断变化。匀速圆周运动向心力只改变物体速度方向，不改变物体速度大只改变物体速度方向，不改变物体速度大小。小。25 七月 20242 2、质量为、质量为m m的球用长为的球用长为L L的细绳悬于天花板的的细绳悬于天花板的O O点，点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直并使之在水平面内做匀速圆周运动，
19、细线与竖直线成线成角，则以下正确的是角，则以下正确的是( )( )A.A.摆球受重力、拉力和向心力的作用摆球受重力、拉力和向心力的作用B.B.摆球只受重力、拉力的作用摆球只受重力、拉力的作用C.C.摆球做匀速圆周运动的向心力为摆球做匀速圆周运动的向心力为mgmg tantan D.D.摆球做匀速圆周运动的向心力为摆球做匀速圆周运动的向心力为mgmg sinsin 25 七月 20243 3、甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之、甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为比为1 1：2 2，转动半径之比为，转动半径之比为1 1：2 2，在相等时间里，在相等时间里甲转过甲转过6060，乙转过，乙
20、转过4545，则它们的合外力之比，则它们的合外力之比为为 ( )( )A. 1A. 1：4 4 B.2B.2：3 3 C.8C.8：9 9 D.4D.4：9 9 25 七月 20244 4、A A、B B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为均为，A A的质量为的质量为m m，B B的质量为的质量为2m2m，A A离轴为离轴为R/2R/2，B B离轴为离轴为R R，则当圆台旋转时：，则当圆台旋转时：( (设设A A、B B都没都没有滑动，如下图所示有滑动，如下图所示)( )( )A.BA.B的向心加速度是的向心加速度是A A的向心加速度的两倍的向心加速度的两倍
21、B.BB.B的静摩擦力是的静摩擦力是A A的静摩擦力的两倍的静摩擦力的两倍C.C.当圆台转速增加时，当圆台转速增加时，A A比比B B先滑动先滑动D.D.当圆台转速增加时，当圆台转速增加时，B B比比A A先滑动先滑动A AB BmgmgN Nf fA A25 七月 20245 5、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球的小球A A和和B B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则内做匀速圆周运动，则( )( )A.A.球
22、球A A的线速度一定大于球的线速度一定大于球B B的线速度的线速度B.B.球球A A的角速度一定小于球的角速度一定小于球B B的角速度的角速度C.C.球球A A的运动周期一定小于球的运动周期一定小于球B B的运动周期的运动周期D.D.球球A A对筒壁的压力一定大于球对筒壁的压力一定大于球B B对筒壁的压力对筒壁的压力mgmgN NF F25 七月 20246 6、如图所示，、如图所示，MNMN为水平放置的光滑圆盘，半径为水平放置的光滑圆盘，半径为为1.0m1.0m，其中心，其中心O O处有一个小孔，穿过小孔的细处有一个小孔，穿过小孔的细绳两端各系一小球绳两端各系一小球A A和和B B，A A、
23、B B两球的质量相等。两球的质量相等。圆盘上的小球圆盘上的小球A A作匀速圆周运动。问作匀速圆周运动。问（1 1）当）当A A球的轨道半径为球的轨道半径为0.20m0.20m时，它的角速度时，它的角速度是多大才能维持是多大才能维持B B球静止？球静止？（2 2）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才能使能使A A作圆周运动时作圆周运动时B B球仍能保持静止？球仍能保持静止？ 25 七月 20247 7、如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过、如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O O点点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆的水平轴自由转动现给小球一初速度
24、，使它做圆周运动，图中周运动，图中a、b b分别表示小球轨道的最低点和分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（最高点，则杆对球的作用力可能是（ ）A Aa处为拉力，处为拉力，b b处为拉力处为拉力B Ba处为拉力，处为拉力，b b处为推力处为推力C Ca处为推力，处为推力，b b处为拉力处为拉力D Da处为推力，处为推力，b b处为推力处为推力 25 七月 20248 8、南通在北纬、南通在北纬3232，求南通所在处质量为，求南通所在处质量为1Kg1Kg的的物体绕地轴做圆周运动所受向心力是多大？（设物体绕地轴做圆周运动所受向心力是多大？（设地球半径地球半径R=6400kmR=
25、6400km，COS32COS32=0.85=0.85）AORrO分析分析：首先应明确物体做匀速圆周运动；首先应明确物体做匀速圆周运动；再确定圆周再确定圆周轨迹、圆心及半径。轨迹、圆心及半径。物体随地球自转的角速度物体随地球自转的角速度 =2 /T圆周半径圆周半径r=R cos32 F=mr 2 =m R cos32(2 /T) 2代入数据可得代入数据可得F=2.8710-2N25 七月 2024七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析1、水平面内的圆周运动、水平面内的圆周运动（1）汽车转弯）汽车转弯GNf25 七月 20241、水平面内的圆周运动、水平面内的圆周运动 若汽车速度过大，所需要若
26、汽车速度过大，所需要的向心力过大，最大静摩擦的向心力过大，最大静摩擦力不足以提供向心力，汽车力不足以提供向心力，汽车的轨道半径将变大，汽车离的轨道半径将变大，汽车离原来的轨道圆心越来越远。原来的轨道圆心越来越远。七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析离心运动离心运动（1）汽车转弯）汽车转弯汽车汽车vf25 七月 2024七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析1、水平面内的圆周运动、水平面内的圆周运动（2）火车转弯）火车转弯向心力由外侧轨道向心力由外侧轨道对车轮轮缘的挤压对车轮轮缘的挤压力提供力提供.N NGGF FN N25 七月 2024七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析1、水平面
27、内的圆周运动、水平面内的圆周运动（2）火车转弯）火车转弯向心力由重力向心力由重力G和和支持力支持力N的合力提的合力提供供.G GN NF F25 七月 20241 1、水平路面对汽车的最大静摩擦力为汽车重力、水平路面对汽车的最大静摩擦力为汽车重力的的k k倍，在水平路面上沿半径为倍，在水平路面上沿半径为R R的圆周转弯的汽的圆周转弯的汽车，其最大安全速率为车，其最大安全速率为 。 25 七月 20242 2、火车在某个弯道按规定运行速度、火车在某个弯道按规定运行速度40m/s40m/s转弯时，转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，内、外轨对车轮皆无侧压力， 若火车在该弯道若火车在该弯道实际运行速度
28、为实际运行速度为30m/s30m/s，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是（ ）A.A.仅内轨对车轮有侧压力仅内轨对车轮有侧压力B.B.仅外轨对车轮有侧压力仅外轨对车轮有侧压力C.C.内、外轨对车轮都有侧压力内、外轨对车轮都有侧压力D.D.内、外轨对车轮均无侧压力内、外轨对车轮均无侧压力25 七月 2024FNmgF3 3、火车以半径火车以半径r r= = 900 m900 m转弯，火车质量为转弯，火车质量为8 810105 5kg kg ，轨道宽为，轨道宽为l=1.4m1.4m，外轨比内轨高，外轨比内轨高h=14cmh=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，为了使铁轨不受轮缘的挤压，为了
29、使铁轨不受轮缘的挤压，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速火车的速度应为多大？度应为多大？lh25 七月 2024七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析2、竖直面内的圆周运动、竖直面内的圆周运动（1）汽车过桥）汽车过桥mgmgN NF F失失 重重25 七月 2024七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析2、竖直面内的圆周运动、竖直面内的圆周运动（1）汽车过桥）汽车过桥mgmgN NF F超超 重重25 七月 20244 4、汽车在拱桥的最高点，若速度很大，会发生、汽车在拱桥的最高点，若速度很大，会发生什么现象？什么现象？mgmgN NF F汽车将飞离桥面汽车将飞离桥面 平抛运动平抛运动25
30、 七月 20245 5、地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半、地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？时驾驶员与座椅之间的压力是多少？25 七月 2024七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析2、竖直面内的圆周运动、竖直面内的圆周运动（2）水流星）水流星O OmgmgN NF F25 七月 2024七、圆周运动实例分析七、圆周运动实例分析2、竖直面内的圆周运动、竖直面内的圆周运动（2）水流星）水
31、流星O OmgmgN NF F25 七月 20246 6、把盛水的水桶拴在长为把盛水的水桶拴在长为L L的绳子一端，使这水的绳子一端，使这水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是应该是 （ ）A. A. B. B. C. C. D.D.0 025 七月 20247 7、如图所示，一质量为、如图所示，一质量为0.5kg0.5kg的小球，用的小球，用0.4m0.4m长长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求：的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求：（1 1）当小球在圆上最高点速度为）当小球在圆上最高点速度为4m/s4m/s时，细线时，细线的拉力是多少？的拉力是多少？（2 2）当小球在圆下最低点速度为）当小球在圆下最低点速度为10m/s10m/s时，细线时，细线的拉力是多少？（的拉力是多少？（g=10m/sg=10m/s2 2）
