新高考专题03 圆周运动-2020年4月高一物理开学大串讲必修2（人教版）（讲解）word版.docx

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1、高考专题03圆周运动一、圆周运动的描述（一）定义：物体运动的运动轨迹是圆的运动，叫做圆周运动．（二）圆周运动是一种常见运动，如月球围绕地球的运动，电子绕原子核的运动等．特别提醒：圆周运动是一种变速曲线运动，因为做圆周运动物体的速度方向时刻发生变化。（三）匀速圆周运动的线速度、角速度和周期1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。2．线速度（1）定义：做圆周运动的质点通过的弧长∆s和所用时间∆t的比值叫做圆周运动线速度。（2）大小：v=∆s∆t，单位：米/秒(m/s)（3）方向：质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切

2、线方向（4）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。特别提醒：线速度是矢量，做匀速圆周运动的质点在各个时刻的线速度的大小虽然相同，但线速度的方向在不断变化，因此，匀速圆周运动实际上是一种变速运动，这里所说的“匀速”只是速率不变的意思。3．角速度（1）定义：在圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度∆φ和所用时间∆t的比值叫做圆周运动角速度。（2）大小：ω=∆φ∆t，单位：弧度/秒(rad/s)（3）匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。（4）物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。4．周期：（1）定义：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间，用T表示，单位为秒(s)．（2）物理

3、意义：周期描写了匀速圆周运动的一个重要特点——时间周期性．其具体含意是，描述匀速圆周运动的一些变化的物理量，每经过一个周期时，大小和方向与初始时刻完全相同．如线速度、向心加速度等．5．转速和频率：单位时间内质点转过的圈数，叫做转速，常用符号n表示，单位符号是r/s或r/min；单位时间内完成圆周运动的次数叫做频率，用f表示，单位是赫兹，符号是Hz.当单位时间取1s时，f＝n.频率和转速对匀速圆周运动来说在数值上是相等的，但频率具有更广泛的意义，两者的单位也不相同．特别提醒：线速度是描述物体运动快慢的物理量，角速度、转速、周期是描述物体转动快慢的物理量；v越大，表示物体运动得

4、越快，ω、n越大，T越小，表示物体转动得越快；v大，ω不一定大，反之ω大，v也不一定大.6.线速度、角速度和周期之间的关系线速度、角速度、周期和频率是从不同角度描述圆周运动快慢的物理量．它们之间的关系可表示为：v=∆s∆t=2πrT;ω=∆φ∆t=2πT=2πf,可得：v＝ωr.特别提醒：(1)v、ω、r间的关系为瞬时对应关系．(2)讨论v、ω、r三者间关系时，先确保一个量不变，再确定另外两个量间的正、反比关系．(3)公式v＝ωr适用于所有的圆周运动；关系式T＝适用于所有具有周期性运动的情况．二、向心力1．定义：做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力，叫做向心力．2

5、．向心力的来源如图所示，分析向心力的来源。向心力是从力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力．3．向心力的效果向心力总是指向圆心，而线速度沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直，所以向心力的作用效果只是改变物体线速度的方向，而不改变线速度的大小。（1）向心力的方向总是指向圆心，它的方向时刻在变化，所以向心力是变力。（2）向心力是根据力的作用效果命名的力。特别提醒：（1）在受力分析时，只分析性质力，而不分析效果力，因此在受力分析时，不要加上向心力。（2）当物体做匀速

6、圆周运动时，合外力就是向心力；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力．4.向心力的大小（1）物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。（2）向心力公式：F向心力=mω2r=mv2/r三、向心加速度1．定义：做匀速圆周运动的物体，在向心力的作用下，产生指向圆心的加速度叫做向心加速度。2．向心加速度大小：a=F向心力/m=ω2r=v2/r=ωv3．向心加速度的方向：与向心力同向，始终指向圆心4．向心加速度的物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量。5.向心加速度的几种表达式(1)对应线速度：an＝.(2)对应角速度：a

7、n＝rω2.(3)对应周期：an＝r.(4)对应转速：an＝4π2n2r.(5)推导公式：an＝ωv.6．向心加速度的理解(1)当半径一定时，向心加速度的大小与角速度的平方成正比，也与线速度的平方成正比．随频率的增加或周期的减小而增大．(2)当角速度一定时，向心加速度与运动半径成正比．(3)当线速度一定时，向心加速度与运动半径成反比．四、圆周运动实例（一）汽车过拱形桥如图所示，质量为m的汽车在半径为R的拱形桥上以速度v行驶，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.1．运动学特点：汽车过拱形桥时的运动可看做圆周运动。2．