第3讲圆周运动
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一、匀速圆周运动及其描述
1．匀速圆周运动
(1)速度特点：速度的大小不变，方向始终与半径______。
(2)性质：加速度大小不变，方向总是指向______的变加速曲线运动。;2．描述匀速圆周运动的物理量;mω2r;情境创设
现在有一种叫作“魔盘”的娱乐设施，如图所示。当“魔盘”转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当盘的速度逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越明显，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下。
;微点判断
(1)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其角速度是不变的。 ()
(2)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其合外力是不变的。 ()
(3)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。 ()
(4)随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，人离“魔盘”中心越远，人运动得越快。()
(5)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动，是因为人受到了“魔盘”给人的向心力。()
(6)“魔盘”的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，这是人受沿半径向外的离心力作用的缘故。 ()
(7)当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下，此时的向心力是由静摩擦力提供。 ();(一)三种常见的传动方式(固基点)
[题点全练通]
1.[同轴转动](2024·黑吉辽高考)“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点做圆周运动的()
A.半径相等
B.线速度大小相等
C.向心加速度大小相等
D.角速度大小相等
;解析:根据题图可知,Q点到轴的距离大于P点到轴的距离,则Q点做圆周运动的半径大于P点做圆周运动的半径,A错误;P、Q两点同轴转动,角速度大小相等,根据v=ωr和a=ω2r分析可知,Q点的线速度和向心加速度均大于P点的,B、C错误,D正确。
;2．[皮带传动](多选)如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等直径约为30cm的感应玻璃盘起电的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接，如图乙所示，现玻璃盘以100r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8cm??从动轮的半径约为2cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是 ()
;答案：BC;3.[齿轮传动](2025·广东佛山模拟)如图所示是《天工开物》中牛力齿轮的图画及其原理简化图。牛拉动横杆驱动半径为R1的大齿轮匀速率转动,大齿轮与半径为R2的中齿轮垂直咬合,中齿轮通过横轴与半径为R3的小齿轮相连,小齿轮驱动抽水桶抽水。已知牛拉横杆转一圈需要时间为t,则抽水桶的运动速率约为()
;?;[要点自悟明]
1．匀速圆周运动各物理量间的关系
;2．三种传动方式及各自的特点
;(二)向心力来源分析及离心现象(释疑点)
研清微点1圆周运动的向心力来源分析
1．(多选)如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m
的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀
速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的
夹角为θ。下列说法中正确的是 ()
A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用
B．小球只受重力和绳的拉力作用
C．θ越大，小球运动的速率越大
D．θ越大，小球运动的周期越大;答案：BC;一点一过
1．向心力的来源
向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。
2．向心力的确定
(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。
(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，就是向心力。
;答案：C;研清微点3离心现象分析
3．(多选)摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水
平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O′分别为两轮盘的轴心，
已知两个轮盘的半径之比r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作时两轮盘不
打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的完全相同的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块与轴心O、O′的间距RA＝2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来；且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是()
A．滑块A和B均与轮盘相对静止时，角速度之比为ωA∶ωB＝1∶3
B．滑块A和B均与轮盘相对静止时，向心加速度之比为aA∶aB＝2∶9
C．转速增加后滑块B先发生滑动
D．转速增加后两滑块一起发生滑动;解析：由题意可知两轮盘边