匀速圆周运动是曲线运动吗？
人教版高中必修二物理教学课件 第五章：曲线运动 5.4 圆周运动 ppt导学课件(含答案)
三种传动装置及其特点．
传动类型 同轴传动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B 两点在同 两个轮子用皮带 两个齿轮轮齿啮
轴的一个圆盘 连接，A、B 两点 合，A、B 两点分
上
分别是两个轮子 别是两个齿轮边
边缘的点
缘上的点
角速度、 特点
周期相同
线速度相同
线速度相同
转动方向 相同
相同
相反
规律
角速度与半径成 角速度与半径成
3．择式分析：若线速度大小相等，则根据 ω ∝1r分析； 若角速度大小相等，则根据 v ∝ r 分析．
1.如图所示的齿轮传动装置中，主动轮和从动轮的齿 大小相同，主动轮的齿数 z1＝24，从动轮的齿数 z2＝8， 当主动轮以角速度 ω 逆时针转动时，从动轮的转动情况 是( )
A．顺时针转动，周期为23πω B．逆时针转动，周期为23πω
A．①③⑤⑦ C．②④⑥⑦
B．②④⑥⑧ D．②④⑤⑧
解析：由题意知半径 R＝0.25 m，线速度 v＝Rω＝2.5
v
2π
m/s，则角速度 ω＝R＝10 rad/s，②正确；周期 T＝ ω ＝
0.2π s＝0.628 s，④正确；
频率
f＝T1＝1.59
Hz，⑥正确；转速
n＝ ω ＝5
2π π
r/s＜
答案：ABC
解析：A、B 两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则 A、 B 两轮边缘的线速度大小相等，
即 va＝vb 或 va∶vb＝1∶1.① 由 v＝ωr 得 ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2.② B、C 两轮固定在一起绕同一轴转动，则 B、C 两轮 的角速度相等，即 ωb＝ωc 或 ωb∶ωc＝1∶1.③ 由 v＝ωr 得 vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2.④
5.6向心加速度
3、已知某骑自行车的人，1.0min蹬了10 已知某骑自行车的人，1.0min蹬了10 蹬了 车轮与脚蹬轮盘转数之比为3 圈。车轮与脚蹬轮盘转数之比为3：1。 求车轮转动的线速度的大小和加速度大 车轮半径为1.0m) 小(车轮半径为1.0m) 解：车轮在1.0min内转过的圈数为30圈， 车轮在1.0min内转过的圈数为30圈 1.0min内转过的圈数为30 即车轮的转速为： 即车轮的转速为：n=30/60=0.5r/s 车轮的角速度： 车轮的角速度：ω = 2πn =πrad/s 车轮的线速度： 车轮的线速度： v = rω =πm/s 2 车轮的加速度： =1× 车轮的加速度： an = rω =1×π2 =π2 m/s2
•用画矢量图的方法来找出匀速圆周运动的加速度 方向 设质点沿半径为r的圆做匀速圆周运动，某时 刻位于A点，速度为VA，经过时间△t后位于B点， 速度为VB。．
结论： 很小很小时， 指向圆心． 结论：当△t很小很小时，△v（a）指向圆心．
二、向心加速度 1．定义： ． 做圆周运动的物体加速度指向圆心。 这个加速度叫做向心加速度。
4、自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的 半 、自行车的大齿轮、小齿轮、 径不一样，它们的边缘上有三个点A、 、 。 径不一样，它们的边缘上有三个点 、B、C。其中 哪两点向心加速度的关系适用于“ 哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半 成正比” 哪两点适用于“ 径 成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径 成反比” 成反比”？
2、下列关于向心加速度的说法正确的是 ( A ) A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B.向心加速度的方向保持不变 B.向心加速度的方向保持不变 C.在匀速圆周运动中 在匀速圆周运动中， C.在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 D.在匀速圆周运动中 在匀速圆周运动中， D.在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断 变化
直线运动、曲线运动、匀速运动、变速运动、匀变速直线、匀变速曲线
直线运动、曲线运动、匀速运动、变速运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动
1、区别直线运动和曲线运动
直线运动的轨迹是一条直线，曲线运动的轨迹是曲线。
2、区别匀速运动和变速运动
速度是矢量，既有大小又有方向。
如果物体的大小和方向都保持不变，则物体的运动是匀速运动，就是我们常说的匀速直线运动。
如果物体的大小变化或方向变化或大小和方向都变化，则物体的运动是变速运动。
例如匀加速直线运动和匀减速直线运动（速度的大小变化）、匀速圆周运动（速度的方向变化）、平抛运动（速度大小和方向都变化）。
3、区别匀变速直线运动和匀变速曲线运动
加速度的定义式
v
a
t
∆
=
∆
，v
∆是速度的变化变化量，t∆是发生这一变化所用的时间。
加速度是矢量，既有大小又有方向。
变速运动中加速度
．．．a．恒定不变的运动
．．．．．．．是匀变速运动。
匀变速运动又有两种情况：匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
例如匀加速直线运动、匀减速直线运动（加速度a不变），平抛运动（加速度a不变）。
匀速圆周运动不是匀变速曲线运动，因为匀速圆周运动的加速度大小不变而方向改变。
曲线运动之：匀速圆周运动
曲线运动之：匀速圆周运动曲线运动之：匀速圆周运动（一）基础知识1. 匀速圆周运动的基本概念和公式（1）线速度大小，方向沿圆周的切线方向，时刻变化；（2）角速度，恒定不变量；（3）周期与频率；（4）向心力，总指向圆心，时刻变化，向心加速度，方向与向心力相同；2. 质点做匀速圆周运动的条件（1）具有一定的速度；（2）受到的合力（向心力）大小不变且方向始终与速度方向垂直。
合力（向心力）与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。
3. 向心力有关说明向心力是一种效果力。
任何一个力或者几个力的合力，或者某一个力的某个分力，只要其效果是使物体做圆周运动的，都可以认为是向心力。
做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体所受的合力，总是指向圆心；做变速圆周运动的物体，向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力，合外力的另一个分力沿着圆周的切线，使速度大小改变，所以向心力不一定是物体所受的合外力。
（二）解决圆周运动问题的步骤1. 确定研究对象；2. 确定圆心、半径、向心加速度方向；3. 进行受力分析，将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向；4. 根据向心力公式，列牛顿第二定律方程求解。
基本规律：径向合外力提供向心力（三）常见问题及处理要点1. 皮带传动问题例1：如图所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（）A. a点与b点的线速度大小相等B. a点与b点的角速度大小相等C. a点与c点的线速度大小相等D. a点与d点的向心加速度大小相等解析：皮带不打滑，故a、c两点线速度相等，选C；c点、b点在同一轮轴上角速度相等，半径不同，由，b点与c 点线速度不相等，故a与b线速度不等，A错；同样可判定a 与c角速度不同，即a与b角速度不同，B错；设a点的线速度为，则a点向心加速度，由，，所以，故，D正确。
第二节 向心力
图3
图4
4.向心力的作用：
向心力总与速度垂直，所以向心力不改变速度的大 小，只改变速度的方向。
向心力的大小跟哪些因素有关？ 猜想： 可能与m 、r、ω、v 有关 验证： 控制变量法
G
方向： 总指向圆心，时刻改变
向心力
大小： F=mrω 2 ，F=mv2/r
作用效果： 只改变线速度方向，不改变线速 度大小。 方向：总指向圆心，时刻改变
效果力
向心加速度
大小： a=rω 2 ，a=v2/r 物理意义： 描述物体在做圆周运动时，速度 方向变化快慢的物理量
小球受力分析：
N
V F
O O
O O
F
F G
F
V
V
N与G相平衡，所 以合力为F
结论：物体做匀速圆
周运动，合外力指向圆 心，且与______ 速度V 垂直
1.向心力的定义：
做匀速圆周运动的物体，所受到的合力总是指向圆心，这
个力叫做向心力。 2.向心力的方向：总指向圆心,与速度垂直，时刻改变。
3.向心力的命名：向心力是效果力，它不是具有确定性质的
O
2 v 解：这种情形速率不变，即v相同，据 F m ，线越短， r 需要的向心力越大，线越容易断，即钉子离重物越近线
越易断。
三
生活中的向心力
拱桥问题 例3.质量为m 的汽车以速度v，经过 一个半径为R 的拱形桥，行驶到最高 点时，汽车对桥面的压力是多大？ 解：根据牛顿第二定律
5.6向心力和向心加速度
3.作用效果: 只改变v 的方向,不改变v 只改变 的方向,不改变 的大小
v F O v F F v
为什么?
因为在运动方向(切线方向 上所受的合外 因为在运动方向 切线方向)上所受的合外 切线方向 力为0，这个方向上的加速度也为0， 力为 ，这个方向上的加速度也为 ，所以速 度大小不变，只改变速度方向。 度大小不变，只改变速度方向。
周半径r和角速度 都有关系 周半径 和角速度ω都有关系： 和角速度 都有关系：
公式： 公式：F＝mrω2 v 推导向心力的另一表达式： 根据 ω = 推导向心力的另一表达式： r 2
v F =m r
二、向心加速度
阅读后思考？ 阅读后思考？
向心加速度由谁产生？方向如何？ （1）向心加速度由谁产生？方向如何？ 向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律知 向心加速度由向心力产生， 道：这个加速度的方向与向心力的方向相同 加速度是描述速度变化快慢的物理量， （2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那 么向心加速度是描述什么的物理量？ 么向心加速度是描述什么的物理量？ 向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量 向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量 （3）怎样推导向心加速度的公式？ 怎样推导向心加速度的公式？ 向心加速度的公式
O’ 解析： 解析： 小球受力： 小球受力： 竖直向下的重力G 沿绳方向的拉力T 竖直向下的重力 沿绳方向的拉力T 小球的向心力： 和 的合力提供 小球的向心力： T和G的合力提供 由
θ L
T O RF mg
F = F = mgtgθ 向
小球做圆周运动的半径: 小球做圆周运动的半径:R = Lsin θ 由牛顿第二定律： 由牛顿第二定律： 即： mgtgθ
一、向心力
恒力?
高中物理必修二知识点总结：第五章曲线运动(人教版)
高中物理必修二知识点总结：第五章曲线运动（人教版）这一章是在前边几章的学习基础之上，研究一种更为复杂的运动方式：曲线运动。
这也是运动学中更为重要的一部分内容，本章的重难点就在于抛体运动、圆周运动。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅱ：曲线运动、抛体运动、圆周运动。
知识构建：新知归纳：一、曲线运动●曲线运动1、定义：物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动。
2．物体做曲线运动的条件(1）当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，这个合力总能产生一个改变速度方向的效果，物体就一定做曲线运动。
（2）当物体做曲线运动时，它的合力所产生的加速度的方向与速度方向也不在同一直线上。
（3）物体的运动状态是由其受力条件及初始运动状态共同确定的．2、曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向，就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。
物体运动的性质由加速度决定（加速度为零时物体静止或做匀速运动；加速度恒定时物体做匀变速运动；加速度变化时物体做变加速运动）。
3、曲线运动的速度方向（1）在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度方向，就是通过这一点的曲线切线的方向。
（2）曲线运动的速度方向时刻改变，无论速度的大小变或不变，运动的速度总是变化的，故曲线运动是一种变速运动。
4、曲线运动的轨迹:作曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指向的一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总是向圆心弯曲等。
●曲线运动常见的类型：（1）a=0：匀速直线运动或静止。
（2）a 恒定：性质为匀变速运动，分为：①v 、a 同向，匀加速直线运动；②v 、a 反向，匀减速直线运动；③v 、a 成角度，匀变速曲线运动（轨迹在v 、a 之间，和速度v 的方向相切，方向逐渐向a 的方向接近，但不可能达到。
曲线运动练习题
曲线运动练习题一、选择题1. 曲线运动的条件是物体的加速度与速度方向不共线。
这种说法正确吗？A. 正确B. 错误2. 物体做曲线运动时，合力的方向与速度方向的关系是怎样的？A. 总是垂直B. 总是平行C. 可以成任意角度3. 曲线运动中，物体的加速度大小和方向会如何变化？A. 大小和方向都不变B. 大小不变，方向变化C. 大小变化，方向不变D. 大小和方向都变化4. 以下哪种运动不属于曲线运动？A. 匀速圆周运动B. 抛体运动C. 直线运动5. 在曲线运动中，物体的速度大小是否可能保持不变？A. 是B. 否二、填空题6. 物体做曲线运动时，其速度方向始终沿着________。
7. 曲线运动的物体，其加速度方向与________方向相同。
8. 物体做匀速圆周运动时，其向心加速度的大小为________。
9. 抛体运动中，物体在水平方向上做________运动，在竖直方向上做________运动。
10. 物体在曲线运动过程中，其速度的________是变化的。
三、简答题11. 请简述曲线运动中物体速度的变化特点。
四、计算题12. 一个物体在水平面上以初速度v0=20m/s沿x轴正方向抛出，同时受到一个与速度方向成θ=45°的斜向上的恒定力F作用，求物体在t=2s时的位置坐标。
五、分析题13. 假设一个物体在竖直平面内做匀速圆周运动，其半径为r，线速度为v，试分析物体在运动过程中受到的力有哪些，并说明它们的方向。
六、实验题14. 设计一个实验来验证物体在受到一个恒定的斜向上力作用下，其运动轨迹是否为曲线。
七、论述题15. 论述在实际生活中，曲线运动有哪些应用，并举例说明。
八、综合题16. 一个物体在竖直平面内做抛体运动，初速度为v0，忽略空气阻力。
请根据牛顿第二定律，推导出物体在竖直方向和水平方向的运动方程，并说明物体的运动轨迹。
九、判断题17. 曲线运动的速度方向是物体运动轨迹上某点的切线方向，这种说法正确吗？十、应用题18. 一个运动员在跳远比赛中，以水平速度v0=10m/s起跳，起跳点距离沙坑边缘的水平距离为d=20m。
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匀速圆周运动是曲线运动吗？
不是。
匀变速曲线运动是速度匀速变化的曲线运动。
曲线运动类型：匀速曲线运动，特点是向心力大小恒定不变，速度方向改变、大小不变；匀变速曲线运动，速度大小方向都改变的曲线运动；非匀变速曲线运动，不符合上述特征的曲线运动。
扩展资料
质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动就叫做“匀速圆周运动”(uniform c ircular motion)。
匀速圆周运动是圆周运动中，最常见和最简单的运动（因为速度是矢量，所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动）。
做匀速圆周运动的充要条件是：
1.具有初速度（初速度不为零）
2.始终受到大小不变，方向垂直于速度方向，且在速度方向同一侧的合外力。
首先，在确定转速、圆周半径都恒定的前提下，验证向心力与质量是不是正比关系。
用来作对比实验的两物体要经过严格配重，并且用天平测量出两球的质量一个是另一个的一半，实验显示：测力计所示的'向心力随着作圆周运动物体质量的加倍而加倍，这就证明了向心力与物体质量的正比关系。
其次，在保持质量、运动半径都恒定的情况下。
由于角速度与转速是正比关系，所以我们只需要验证向心力与转速的平方是不是正比关系。
实验时，转速增加到2倍，从测力计上可以看出，在允许的误差范围内，向心力增加到4倍。
验证了向心力跟角速度的平方成正比。
最后，在保持质量、角速度（或转速）都不变的前提下，验证物体进行圆周运动时的向心力与圆周的半径是不是正比关系。
实验时，使运动半径增加到2 倍，转动后，从测力计上可以看出向心力也增加到2倍。
说明向心力与半径成正比。