高考物理第四章第4节圆周运动学案

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1、第4节　圆周运动一、圆周运动及其描述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)速度特点：速度的大小不变，方向始终与半径垂直。[注1]2．描述圆周运动的物理量意义公式/单位线速度(v)[注2]角速度(ω)(1)描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量(2)是矢量，方向和半径垂直，沿圆周切线方向v＝＝＝2πrn　　单位：m/s(1)描述物体绕圆心转动快慢的物理量(2)是矢量(中学阶段不研究方向)ω＝＝＝2πn　　单位：rad/s周期和转速(T/n)物体沿圆周运动一周的时间叫周期，单位时间内转过的圈数叫转速[注3

2、]T＝＝单位：sn＝，单位：r/s向心加速度(an)(1)描述速度方向变化快慢的物理量(2)方向指向圆心[注4]an＝＝ω2r单位：m/s2二、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：F＝ma＝m＝mrω2＝mr＝mr4π2n2＝mωv。3．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

3、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(1)当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动，如图所示；(2)当F＝0时，物体沿切线方向飞出；(3)当F

4、由实际提供的向心力和所需的向心力间的大小关系决定的。[深化理解]1．对公式v＝ωr的理解(1)当r一定时，v与ω成正比。(2)当ω一定时，v与r成正比。(3)当v一定时，ω与r成反比。2．对a＝＝ω2r的理解(1)当v一定时，a与r成反比。(2)当ω一定时，a与r成正比。3．关于向心力的两点注意(1)向心力是效果力，在分析完物体受到的重力、弹力、摩擦力等性质力后，不能另外添加一个向心力。(2)物体做匀速圆周运动时，向心力由合外力提供，物体做什么样的匀速圆周运动，就需要什么样的合外力，这就给对物体进行受力分析以及求解合力提出了“条件要求”和“思维方向”。[基础自测]

5、一、判断题(1)物体做匀速圆周运动时，其角速度是不变的。(√)(2)物体做匀速圆周运动时，其合外力是不变的。(×)(3)匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。(×)(4)匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因。(√)(5)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，比较物体绕圆心转动的快慢，看周期或角速度。(√)(6)做匀速圆周运动的物体，当合外力突然减小时，物体将沿切线方向飞出。(×)(7)摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动，这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故。(×)二、选择题1．如图所示，一正方形木板绕其对角线上O1点在ABCD平面内匀速转动。关于木板边

6、缘的各点的运动，下列说法中正确的是(　　)A．A点角速度最大B．B点线速度最小C．C、D两点线速度相同D．A、B两点转速相同解析：选D　正方形木板绕O1点匀速转动时，木板边缘各点的角速度和转速均相同，由于B点不是木板边缘上离O1点最近的点，所以半径也不是最小，根据v＝ωr可知线速度不是最小，故D正确，A、B错误。C、D两点虽然离O1点的距离相等，但转动过程中线速度的方向不同，两点线速度只是大小相等，故C错误。2．[粤教版必修2P37T2](多选)如图为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线。由图像可以知道(　　

7、)A．甲球运动时，线速度的大小保持不变B．甲球运动时，角速度的大小保持不变C．乙球运动时，线速度的大小保持不变D．乙球运动时，角速度的大小保持不变解析：选AD　题图的图线甲中a与r成反比，由a＝可知，甲球的线速度大小不变，由v＝ωr可知，随r的增大，角速度逐渐减小，A正确，B错误；题图的图线乙中a与r成正比，由a＝ω2r可知，乙球运动的角速度大小不变，由v＝ωr可知，随r的增大，线速度大小增大，C错误，D正确。3．(多选)如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化。下列关于小球运动情况的说法中正确的是(　

8、　)A．若