金版學(xué)案13-14物理(人教版)必修2課件：5.4圓周運動

1、第四節(jié)圓第四節(jié)圓 周周 運運 動動地球繞著太陽公轉(zhuǎn)，鐘表上秒針的端點也繞著軸轉(zhuǎn)動，所做的運動都可以認(rèn)為是勻速圓周運動有一天他們倆突然爭論起誰快誰慢的問題，地球不屑地說：“我一秒鐘運動30千米，你一秒鐘才運動幾毫米，怎么跟我比？”秒針也毫不示弱：“我一分鐘就可以繞軸轉(zhuǎn)一圈，你一年才轉(zhuǎn)一圈，我就是比你轉(zhuǎn)得快！”兩人你一言我一語誰也說服不了誰那么到底誰說的更有道理呢？1理解線速度的概念，知道它就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度；理解角速度、周期、轉(zhuǎn)速等概念2理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系：vr .3知道勻速圓周運動是變速運動2 RT課前預(yù)習(xí)一、線速度1圓周運動物體沿著_的運動稱為圓周運動圓周運動的

2、軌跡為一圓弧，故圓周運動為曲線運動，所以一定是_運動2線速度的概念做圓周運動的物體，通過的弧長與所用時間的_叫做線速度圓周變速比值3線速度的特點(1)意義線速度是描述物體做圓周運動_的物理量，其物理意義與瞬時速度的相同(2)大小線速度的大小用公式v_來計算，s是在時間t內(nèi)通過的弧長，線速度的單位是_(3)方向線 速 度 是 矢 量 ， 線 速 度 的 方 向 就 是 圓 周 上 該 點 的_快慢m/sst切線方向4勻速圓周運動(1)定義如果物體沿著圓周運動，并且_處處相等，這種運動叫做勻速圓周運動(2)運動性質(zhì)由于勻速圓周運動的線速度方向時刻都在改變，所以勻速圓周運動是一種_運動二、角速度、周

3、期(頻率)1角速度(1)定義：在勻速圓周運動中，物體所轉(zhuǎn)過的_與所用_的比值線速度的大小變速曲線角度時間(2)物理含義：描述質(zhì)點轉(zhuǎn)過_的快慢(3)大?。?；單位：_(rad/s)或s1.(4)勻速圓周運動是角速度_的運動2周期和頻率(1)周期：做圓周運動的物體運動_所用的時間(2)頻率：做圓周運動的物體在1秒鐘內(nèi)運動的_(3)與周期的關(guān)系：f_.3轉(zhuǎn)速做圓周運動的物體單位時間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的_通常用n表示t圓心角弧度/秒不變一周圈數(shù)1T圈數(shù)4線速度、角速度和周期的關(guān)系(1)線速度和周期的關(guān)系：v_.(2)角速度和周期的關(guān)系：_.(3)線速度和角速度的關(guān)系：v_.r2 rT2T試比較線速度和

4、角速度比較內(nèi)容線速度角速度定義物體通過的弧長與所用時間的比值物體轉(zhuǎn)過的角度與所用時間的比值物理意義描述質(zhì)點做圓周運動的快慢描述做圓周運動的質(zhì)點轉(zhuǎn)動的快慢定義式vlttv、r中有一個不變時，其他兩個變量的變化關(guān)系：(1)當(dāng)r一定時，v.如轉(zhuǎn)動飛輪邊緣質(zhì)點的運動，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速n增大時，角速度2n也增大，故線速度vr也相應(yīng)增大，反之亦然(2)當(dāng)一定時，vr.如地球自轉(zhuǎn)時，不同緯度的地面質(zhì)點做圓周運動的半徑不同，但地面各質(zhì)點隨地球自轉(zhuǎn)的角速度推導(dǎo)式v單位m/srad/s(或s1)關(guān)系vR相同點都是矢量2 RT2T名師提示：線速度和角速度都是描述物體做勻速圓周運動快慢的物理量，線速度側(cè)重于描述物體通過弧長

5、快慢的程度，而角速度側(cè)重于描述物體轉(zhuǎn)過圓心角的快慢程度它們都有一定的局限性，其中任何一個物理量(v或)都無法全面準(zhǔn)確地反映做勻速圓周運動的物體的運動狀態(tài)均相等，則線速度大小不等質(zhì)點做圓周運動所在圓的半徑越大，線速度也越大反之亦然 (3)當(dāng)v一定時，.如皮帶傳動裝置中，兩輪邊緣質(zhì)點線速度大小相同，則大輪的角速度小，而小輪的角速度大嘗試應(yīng)用1做勻速圓周運動的物體，10 s內(nèi)沿半徑為20 m的圓周運動100 m，試求物體做勻速圓周運動時：(1)線速度的大?。?2)角速度的大??；答案：(1)10 m/s(2)0.5 rad/s傳動問題中v、T與r的關(guān)系是怎樣的？1.同軸傳動如圖所示，A點和B點在同軸的

6、一個“圓盤”上，所以角速度相同但因A、B兩點與軸的距離不同，即轉(zhuǎn)動半徑不同，所以線速度不同，設(shè)半徑分別為r和R，且rrc，根據(jù)vr知，vavbvc，故A、D錯誤答案：B描述圓周運動的物理量 如圖所示，圓環(huán)以直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動已知其半徑為0.5 m，周期為4 s，求環(huán)上P點和Q點的角速度和線速度解析：P點和Q點的角速度相同， 1.57 rad/s.P點和Q點繞AB軸做圓周運動，其軌跡的圓心不同，P點和Q點的圓半徑分別為rpRsin 30 R，rQRsin 60 R.故其線速度分別為vPrP0.39 m/s，vQrQ 0.68 m/s.2T1232名師歸納：明確圓周運動中各物理量間的關(guān)系，是分析

7、圓周運動問題的基礎(chǔ) 答案：PQ1.51 rad/svP0.39 m/svQ0.68 m/s.變式應(yīng)用1關(guān)于做勻速圓周運動的物體的線速度、角速度、周期的關(guān)系，下面說法中正確的是()A線速度大的角速度一定大B線速度大的周期一定小C角速度大的半徑一定小D角速度大的周期一定小D傳動裝置中各物理量間的關(guān)系 如右圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三輪半徑的關(guān)系是rArC 2rB.若皮帶不打滑，求A、B、C三輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比名師歸納：解決這類問題時要注意抓住傳動裝置的特點：同軸轉(zhuǎn)動時兩輪的角速度相等，皮帶傳動(不打滑)時兩輪邊緣的線速度

8、大小相等，求解時注意運用vr找聯(lián)系 變式應(yīng)用2下圖所示為一種三級減速器的示意圖，各輪軸均相同，輪半徑和軸半徑分別為R和r，若第一個輪邊緣的線速度為v1，則第三個輪邊緣的線速度為v3_，軸邊緣的線速度為v3_.圓周運動與其他運動相結(jié)合 如右圖所示，直徑為d的紙制圓筒以角速度繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動(圖示為截面)從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時，在圓周上留下a、b兩個彈孔已知aO與bO夾角為，求子彈的速度名師歸納：有些題目會涉及圓周運動、直線運動和平拋運動等不同的運動，不同運動規(guī)律在解決同一問題時，必然有一個物理量起橋梁作用，將兩種不同運動聯(lián)系起來，這一物理量常常是“時間”

9、通常會涉及由圓周運動引起的多解問題變式應(yīng)用3.如右圖所示，B物體放在光滑的水平地面上，在水平力F的作用下由靜止開始運動，B物體質(zhì)量為m，同時A物體豎直面內(nèi)由M點開始做半徑為r、角速度為的勻速圓周運動則力F多大可使A和B兩物體的速度相同？解析：因為物體B在力F作用下沿水平面向右做勻加速運動，速度方向水平向右，要使A與B速度相同，則只有當(dāng)A運動到圓軌道的最低點時，才有可能設(shè)A、B運動時間t后兩者速基礎(chǔ)練1下列關(guān)于勻速圓周運動的說法中，正確的是()A是速度不變的運動B是角速度不變的運動C是角速度不斷變化的運動D是相對圓心位移不變的運動B2.新中國成立前后，機械化生產(chǎn)水平較低，人們經(jīng)常通過“驢拉磨”的

10、方式把糧食顆粒加工成粗面來食用，如圖所示，設(shè)驢的運動為勻速圓周運動，下列說法正確的是()A相等的時間內(nèi)驢通過的弧長相等B相等的時間內(nèi)驢發(fā)生的位移相等C相等的時間內(nèi)驢的平均速度相等D相等的時間內(nèi)驢轉(zhuǎn)過的角度相等AD3假設(shè)“神舟七號”飛船實施變軌后做勻速圓周運動，共運行了n周，起始時刻為t1，結(jié)束時刻為t2，運行速度為v，半徑為r，則計算其運行周期可用()AB C DA4關(guān)于地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度和線速度的大小，下列說法中正確的是()A在赤道上的物體線速度最大B在兩極的物體線速度最大C在赤道上的物體角速度最大D在北京和天津的物體角速度一樣AD5.兩個小球固定在一根長為L的桿的兩端，繞桿上的O點做圓周運動，如圖所示，當(dāng)小球1的速度為v1時，小球2的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸O到小球2的距離為()B6.如圖所示為某一皮帶傳動裝置主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑下列說法正確的是()A從動輪做順時針轉(zhuǎn)動B從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動C從動輪的轉(zhuǎn)速 n D從動輪的轉(zhuǎn)速為 n 12rr21rrBC提高練7.變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度如圖所示是某一變速自行車的齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有1