高中物理 第五章 第4節(jié) 圓周運動 新人教版必修2VIP

1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修遠兮路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教版人教版 必修必修2 曲線運動曲線運動第五章第五章第四節(jié)圓第四節(jié)圓 周周 運運 動動 第五章第五章學習目標定位學習目標定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識自主梳理知識自主梳理3重點難點突破重點難點突破4考點題型設(shè)計考點題型設(shè)計5課課 時時 作作 業(yè)業(yè)7易錯案例剖析易錯案例剖析6學習目標定位學習目標定位*知道什么是圓周運動，什么是勻速圓周運動知道什么是圓周運動，什么是勻速圓周運動*掌握勻速圓周運動的線速度和角速度掌握勻速圓周運動的線速度和角速度*掌握線速度和角速度的關(guān)系掌握線速度和角速度的關(guān)系課堂情景切入課堂

2、情景切入月亮繞地球運動，地球繞太陽運動，這兩個運動都可看成月亮繞地球運動，地球繞太陽運動，這兩個運動都可看成是圓周運動，怎樣比較這兩個圓周運動的快慢？是圓周運動，怎樣比較這兩個圓周運動的快慢？在一個寧靜的夜晚。在一個寧靜的夜晚。地球和月亮進行了下面的地球和月亮進行了下面的“對話對話”：地球說：你怎么走得這么慢？我繞太陽運動地球說：你怎么走得這么慢？我繞太陽運動1s要走要走29.79km，你繞我運動，你繞我運動1s才走才走1.02km。月亮說：不能這樣說吧，你一年才繞一圈，我月亮說：不能這樣說吧，你一年才繞一圈，我27.3天就繞天就繞了一圈，到底誰轉(zhuǎn)得慢？了一圈，到底誰轉(zhuǎn)得慢？地球說得對，還是月

3、亮說得對？地球說得對，還是月亮說得對？知識自主梳理知識自主梳理1線速度線速度(1)定義：線速度的大小等于質(zhì)點通過的定義：線速度的大小等于質(zhì)點通過的_與所用與所用_的比值。的比值。(2)定義式：定義式：v_。單位：米每秒。單位：米每秒(m/s)(3)意義：描述做圓周運動的物體意義：描述做圓周運動的物體_的快慢。的快慢。(4)方向：物體在某一時刻或某一位置的線速度方向就是圓方向：物體在某一時刻或某一位置的線速度方向就是圓弧上該點的弧上該點的_方向。方向。描述圓周運動的物理量描述圓周運動的物理量弧長弧長s時間時間t運動運動切線切線2角速度角速度(1)定義：在圓周運動中，連接運動物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過定

4、義：在圓周運動中，連接運動物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的的_和所用和所用_的比值。的比值。(2)定義式：定義式：_。(3)意義：描述物體繞圓心意義：描述物體繞圓心_的快慢。的快慢。(4)單位：在國際單位制中，角速度的單位是單位：在國際單位制中，角速度的單位是_，符號為符號為rad/s。角度角度時間時間t轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動弧度弧度/秒秒3周期周期(1)定義：做勻速圓周運動的物體，轉(zhuǎn)過定義：做勻速圓周運動的物體，轉(zhuǎn)過_所用的時所用的時間，叫做周期，用間，叫做周期，用T表示。表示。(2)單位：秒，符號單位：秒，符號s。4轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(1)定義：物體單位時間所轉(zhuǎn)過的定義：物體單位時間所轉(zhuǎn)過的_，常用符號，常用符號n表表示。

5、示。(2)單位：轉(zhuǎn)每分、轉(zhuǎn)每秒，符號單位：轉(zhuǎn)每分、轉(zhuǎn)每秒，符號r/min、r/s。一周一周圈數(shù)圈數(shù)在圓周運動中，線速度的大小等于在圓周運動中，線速度的大小等于_與半徑的與半徑的乘積，關(guān)系式為乘積，關(guān)系式為v_。線速度與角速度的關(guān)系線速度與角速度的關(guān)系角速度大小角速度大小r1定義定義線速度的大小線速度的大小_的圓周運動。的圓周運動。2特點特點(1)線速度大小處處相等，方向時刻變化，是一種線速度大小處處相等，方向時刻變化，是一種_運動。運動。(2)角速度角速度_。(3)轉(zhuǎn)速、周期不變。轉(zhuǎn)速、周期不變。勻速圓周運動勻速圓周運動處處相等處處相等變速變速不變不變重點難點突破重點難點突破一、勻速圓周運動的

6、特點一、勻速圓周運動的特點1“變變”與與“不變不變”描述勻速圓周運動的四個物理量中，角速度、周期和轉(zhuǎn)速描述勻速圓周運動的四個物理量中，角速度、周期和轉(zhuǎn)速恒定不變，線速度是變化的；恒定不變，線速度是變化的；2性質(zhì)性質(zhì)勻速圓周運動中的勻速圓周運動中的“勻速勻速”不同于勻速直線運動中的不同于勻速直線運動中的“勻勻速速”，這里的，這里的“勻速勻速”是是“勻速率勻速率”的意思，勻速圓周運動是的意思，勻速圓周運動是變速運動。變速運動。二、勻速圓周運動的線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速二、勻速圓周運動的線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速的比較的比較在一棵大樹將要被伐倒的時候，有經(jīng)驗的伐在一棵大樹將要被伐倒的時

7、候，有經(jīng)驗的伐木工人就會雙眼緊盯著樹梢，根據(jù)樹梢的運動情木工人就會雙眼緊盯著樹梢，根據(jù)樹梢的運動情形就能判斷大樹正在朝著哪個方向倒下，從而避形就能判斷大樹正在朝著哪個方向倒下，從而避免被倒下的大樹砸傷，從物理知識的角度來解免被倒下的大樹砸傷，從物理知識的角度來解釋，以下說法正確的是釋，以下說法正確的是()A樹木開始倒下時，樹梢的角速度較大，易于判斷樹木開始倒下時，樹梢的角速度較大，易于判斷B樹木開始倒下時，樹梢的線速度最大，易于判斷樹木開始倒下時，樹梢的線速度最大，易于判斷C樹木開始倒下時，樹梢的周期較大，易于判斷樹木開始倒下時，樹梢的周期較大，易于判斷D伐木工人的經(jīng)驗缺乏科學依據(jù)伐木工人的經(jīng)

8、驗缺乏科學依據(jù)答案：答案：B特別提醒：特別提醒：在處理傳動裝置中各物理量間的關(guān)系時，關(guān)鍵是確定其在處理傳動裝置中各物理量間的關(guān)系時，關(guān)鍵是確定其相同的量相同的量(線速度或角速度線速度或角速度)，再由描述圓周運動的各物理量間，再由描述圓周運動的各物理量間的關(guān)系，確定其他各量間的關(guān)系。的關(guān)系，確定其他各量間的關(guān)系。(山東師大附中山東師大附中20132014學年高一下學期期中學年高一下學期期中)自行車的自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，它的邊緣有三個點大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，它的邊緣有三個點A、B、C，如圖所示。在自行車正常騎行時，下列說法正確的是，如圖所示。在自行車正常騎行時，下

9、列說法正確的是()AA、B兩點的線速度大小相等兩點的線速度大小相等BB、C兩點的角速度大小相等兩點的角速度大小相等CA、B兩點的角速度與其半徑成正比兩點的角速度與其半徑成正比DB、C兩點的線速度與其半徑成正比兩點的線速度與其半徑成正比答案：答案：ABD考點題型設(shè)計考點題型設(shè)計描述圓周運動的物理量描述圓周運動的物理量如圖所示，由如圖所示，由于地球自轉(zhuǎn)，地球上的一切物體都隨地球一于地球自轉(zhuǎn)，地球上的一切物體都隨地球一起轉(zhuǎn)動，現(xiàn)有起轉(zhuǎn)動，現(xiàn)有A、B兩人，兩人，A在赤道上，在赤道上，B在北在北緯緯60處，處，A、B兩人的角速度、線速度分別兩人的角速度、線速度分別是多少？是多少？(地球半徑地球半徑R64

10、00km)解析：解析：A、B兩人隨地球自轉(zhuǎn)，做圓周運動的周期相同，兩人隨地球自轉(zhuǎn)，做圓周運動的周期相同，均等于地球自轉(zhuǎn)的周期，但兩人做圓周運動的圓周、圓心的位均等于地球自轉(zhuǎn)的周期，但兩人做圓周運動的圓周、圓心的位置及軌道半徑不同。置及軌道半徑不同。答案：答案：AB105rad/svAvB點評：確定物體的角速度和線速度的大小，首先應(yīng)確定物點評：確定物體的角速度和線速度的大小，首先應(yīng)確定物體做勻速圓周運動的圓心、半徑、運動的平面及軌跡，然后找體做勻速圓周運動的圓心、半徑、運動的平面及軌跡，然后找到各物理量之間的相互關(guān)系。到各物理量之間的相互關(guān)系。答案：答案：1 12 7201 18 1296皮帶皮

11、帶(或齒輪或齒輪)傳動問題傳動問題(成都市六校協(xié)作體高一檢測成都市六校協(xié)作體高一檢測)如如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣的上一是它邊緣的上一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為，小輪的半徑為2r，b點在點在小輪上，到小輪中心的距離為小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和點和d點分別位于小輪和大點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在轉(zhuǎn)動過程中，皮帶不打滑，則輪的邊緣上，若在轉(zhuǎn)動過程中，皮帶不打滑，則()Aa點與點與b點的線速度大小相等點的線速度大小相等Ba點與點與b點的角速度大小相等點的角速度大小相等Ca

12、點與點與c點的線速度大小相等點的線速度大小相等Da點與點與d點的線速度大小相等點的線速度大小相等解析：解析：左、右兩輪通過皮帶傳動，在皮帶不打滑的前提左、右兩輪通過皮帶傳動，在皮帶不打滑的前提下，下，a、c兩點的線速度大小相等，兩點的線速度大小相等，b、c、d三點的角速度大小三點的角速度大小相等，即相等，即vavc，bcd由由vr可得：可得：vbr，vc2r，vd4r顯然顯然vdvcvb，則，則vdvavb又又vara，vbrb，則則ab，A、B、D三項錯誤，三項錯誤，C項正確。項正確。答案：答案：C點評：此類問題為描述圓周運動的各物理量間的關(guān)系，解點評：此類問題為描述圓周運動的各物理量間的關(guān)

13、系，解決此類問題的關(guān)鍵是熟練掌握公式，抓住相同量，皮帶傳動不決此類問題的關(guān)鍵是熟練掌握公式，抓住相同量，皮帶傳動不打滑時：兩輪邊緣各點具有相同的線速度、同一轉(zhuǎn)軸的輪上的打滑時：兩輪邊緣各點具有相同的線速度、同一轉(zhuǎn)軸的輪上的所有點具有相同的角速度，與此類似的還有摩擦傳動、齒輪傳所有點具有相同的角速度，與此類似的還有摩擦傳動、齒輪傳動等，這類問題常用比例關(guān)系求解。動等，這類問題常用比例關(guān)系求解。(襄陽市四校襄陽市四校20142015學年高一下學期期中聯(lián)考學年高一下學期期中聯(lián)考)某變速某變速箱中有甲、乙、丙三個齒輪，如圖所示，其半徑分別為箱中有甲、乙、丙三個齒輪，如圖所示，其半徑分別為r1、r2、r

14、3，若甲輪的角速度為，若甲輪的角速度為，則丙輪邊緣上某點的角速度為，則丙輪邊緣上某點的角速度為()答案：答案：A開放開放探究探究 小明同學每天騎自行車上學，小明同學每天騎自行車上學，他想利用自行車估測他家到學校的距離，他做了如下的工作，他想利用自行車估測他家到學校的距離，他做了如下的工作，就估測出了他家到學校的距離就估測出了他家到學校的距離s。數(shù)出從家門口騎自行車到學。數(shù)出從家門口騎自行車到學校門口的過程中某一只腳蹬蹬過的圈數(shù)校門口的過程中某一只腳蹬蹬過的圈數(shù)N(設(shè)不間斷地蹬即無滑設(shè)不間斷地蹬即無滑行行)；測量自行車下列相關(guān)數(shù)據(jù)：腳蹬板到牙盤中心的距離；測量自行車下列相關(guān)數(shù)據(jù)：腳蹬板到牙盤中心

15、的距離R1，牙盤半徑，牙盤半徑R2，飛輪半徑，飛輪半徑R3，車后輪半徑，車后輪半徑R4，如圖所示。請，如圖所示。請你推導出估算距離你推導出估算距離s的公式。的公式。點評：該題從生活情景和技術(shù)應(yīng)用出發(fā)，要求熟練掌握線點評：該題從生活情景和技術(shù)應(yīng)用出發(fā)，要求熟練掌握線速度、角速度、轉(zhuǎn)速的概念，同時要求在這個基礎(chǔ)上進行具體速度、角速度、轉(zhuǎn)速的概念，同時要求在這個基礎(chǔ)上進行具體實驗設(shè)計，體現(xiàn)出思維的開放性和對解決實際問題的能力的培實驗設(shè)計，體現(xiàn)出思維的開放性和對解決實際問題的能力的培養(yǎng)。養(yǎng)。拍蒼蠅與物理有關(guān)。市場上出售的蠅拍拍蒼蠅與物理有關(guān)。市場上出售的蠅拍(如圖所示如圖所示)把長約把長約30cm，拍

16、頭長，拍頭長12cm、寬、寬10cm，這種拍的使用效果往往不好，這種拍的使用效果往往不好，拍未到，蠅已飛。有人將拍把增長到拍未到，蠅已飛。有人將拍把增長到60cm，結(jié)果是打一個準，結(jié)果是打一個準一個，你能解釋其原因嗎？一個，你能解釋其原因嗎？答案：答案：蒼蠅的反應(yīng)很靈敏，只有拍頭的速度足夠大時才能蒼蠅的反應(yīng)很靈敏，只有拍頭的速度足夠大時才能擊中，而人轉(zhuǎn)動手腕的角速度是有限的。由擊中，而人轉(zhuǎn)動手腕的角速度是有限的。由vr知，當增大知，當增大轉(zhuǎn)動半徑轉(zhuǎn)動半徑(即拍把長即拍把長)時，如由時，如由30cm增大到增大到60cm，則拍頭速度增，則拍頭速度增大為原來的大為原來的2倍，此時，蒼蠅就難以逃生了。倍，此時，蒼