高中物理必修二《61圓周運動》學(xué)案

1、6.1 圓周運動學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識圓周運動。2.理解線速度、角速度和周期的概念，會用它們的公式進行計算。3.理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系4.理解勻速圓周運動是變速運動?！菊n堂合作探究】變速自行車高速時，使用大齒輪和小齒輪怎樣連接？請觀看視頻，為什么杯子口部比底部跑得快？觀看視頻，你是否在游樂園玩過，你在上面的運動軌跡是什么？ 一、線速度1、圓周運動的概念： 舉舉你所知道的圓周運動？自行車的大齒輪、小齒輪、后輪中的質(zhì)點都在做圓周運動。那些點運動的更快些？我們怎樣描述物體運動的快慢呢？任務(wù)一：請同學(xué)們閱讀課本23-24頁線速度部分，回答一下問題：線速度的物理意義？什么是線速度？線速度的

2、大小計算公式？線速度的單位是什么？線速度的方向如何？（6）什么是勻速圓周運動？勻速圓周運動中的“勻速”指速度不變嗎？角速度任務(wù)二：請同學(xué)們閱讀課本24-25頁角速度部分，回答一下問題：角速度的物理意義？什么是角速度？角速度速度的大小計算公式？角速度的單位是什么？什么是圓周運動的轉(zhuǎn)速？什么圓周運動的周期？周期其他描述圓周運動的物理量周期 T ： 頻率 f ： 轉(zhuǎn)速 n ： 描述圓周運動的各個物理量的關(guān)系思考：一物體做半徑為r的勻速圓周運動，它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長為 多少？思考：由此可知它的線速度為多少；物體的角速度為多少？1.圓周運動運動快慢的描述物理量的關(guān)系: 勻速圓周運動除了線速度大小不變，

3、還有哪些物理量不變兩個重要推論（1）傳動問題同一傳動帶各輪邊緣 同軸問題同軸輪上各點的 討論：勻速圓周運動是什么性質(zhì)的運動？線速度角度： 角速度方面： 周期方面： 頻率方面： 轉(zhuǎn)速方面： 【課堂檢測】1.關(guān)于圓周運動，以下說法中正確的是（）A做圓周運動的物體速度是變化的，做勻速圓周運動的物體速度是不變的B做圓周運動的物體加速度是變化的，做勻速圓周運動的物體加速度是恒定的C做圓周運動的物體受到的合外力方向不一定指向圓心D做勻速圓周運動物體的受到的合外力不一定等于向心力2.物體做勻速圓周運動的條件是（）A有一定的初速度，且受到一個始終與初速度垂直的恒力作用B有一定的初速度，且受到一個大小不變、方向

4、變化的力的作用C有一定的初速度，且受到一個方向始終指向圓心的力的作用D有一定的初速度，且受到一個大小不變、方向始終和速度垂直的合力作用3.如圖所示是一個玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三個點。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是 ( )Aa、b和c三點的線速度大小相等Ba、b和c三點的角速度相等Ca、b的角速度比c的大Dc的線速度比a、b的大4.如圖所示，甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為1，則丙輪的角速度為 ()【達標(biāo)訓(xùn)練】一、單選題嘉興某高中開設(shè)了糕點制作的選修課，小明同學(xué)在體驗糕點制作的“裱花”環(huán)節(jié)時，如下

5、圖所示，他在繞中心勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上放了一塊直徑8英寸(20cm)的蛋糕，在蛋糕邊緣上每隔4s“點”一次奶油，蛋糕隨圓盤轉(zhuǎn)一周后均勻“點”上了15次奶油，則下列說法正確的是()A. 圓盤轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速約為2r/minB. 圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小約為30rad/sC. 蛋糕邊緣的奶油的線速度大小約為3m/sD. 圓盤轉(zhuǎn)動的周期約為4s變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度如圖是某一變速車齒輪傳動結(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12齒，則下列選項正確的是()A. 當(dāng)B輪與C輪組合時，兩輪邊緣上的點的線速度之比B:C=7:3B. 當(dāng)B輪與C輪組合時，兩輪的周期之比TB:TC=

6、3:7C. 當(dāng)A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比A:B=1:4D. 當(dāng)A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比A:D=4:1如圖所示，一位同學(xué)玩飛鏢游戲圓盤最上端有一P點，飛鏢拋出時與P等高，且距離P點為L.當(dāng)飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準(zhǔn)P點拋出的同時，圓盤以經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點，則( )A. 飛鏢擊中P點所需的時間為Lv0B. 圓盤的半徑可能為gL22v02C. 圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為2v0LD. P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度不可能為5gL4v0如下圖所示的齒輪傳動裝置中，主動輪和從動輪的齒大小相同，主動輪的齒數(shù)z1=24，從動輪的齒

7、數(shù)z2=8，當(dāng)主動輪以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，從動輪的轉(zhuǎn)動情況是( )A. 順時針轉(zhuǎn)動，周期為2/3B. 逆時針轉(zhuǎn)動，周期為2/3C. 順時針轉(zhuǎn)動，周期為6/D. 逆時針轉(zhuǎn)動，周期為6/如下圖是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖，其中是半徑為r1的大齒輪，是半徑為r2的小齒輪，是半徑為r3的后輪假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n(r/s)，則自行車前進的速度為( )A. nr2r3r1B. nr1r3r2C. 2nr2r3r1D. 2nr1r3r2如圖所示，在高度不同的兩個光滑水平面內(nèi)，兩個可視為質(zhì)點、完全相同的小球A、B繞著同一豎直軸在細線的拉力作用下做勻速圓周運動，已知細線拉力大小相等，連接小球A的細線長度是連接小球B

8、的細線長度的2倍，小球B做圓周運動的周期為T，某時刻兩球運動到如圖相距最近的位置，且運動方向相同，則再經(jīng)過多長時間兩球再次相距最近A. 2+23TB. 2+22TC. (2+2)TD. 3(2+2)2T關(guān)于勻速圓周運動，下列說法中正確的是( )A. 做勻速圓周運動物體的速度不變B. 做勻速圓周運動物體的速度大小不斷改變C. 做勻速圓周運動物體的加速度不斷改變D. 物體只有在恒力作用下，才能做勻速圓周運動關(guān)于勻速圓周運動，下列說法中正確的是()角速度不變B. 線速度不變C. 頻率不變D. 周期不變參考答案課堂檢測1-4CDBA達標(biāo)訓(xùn)練1.B解：AD.由題意可知，圓盤轉(zhuǎn)一周所需的時間為154s=6

9、0s，因此周期為60s，轉(zhuǎn)速為1r/min，AD錯誤；B.由角速度與周期的關(guān)系可得=2T=260rad/s=30rad/s，B正確；C.蛋糕邊緣的奶油的線速度大小為v=r=300m/s，C錯誤；故選：B。2.C解：AB.同緣傳動邊緣點線速度相等，前齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積等于后齒輪齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積，當(dāng)B與C組合時，兩輪邊緣線速度大小相等，B2NB=C2NC，解得：B：C=18：42=3：7，根據(jù)=2T可知兩輪的周期之比TB：TC=7：3，故AB錯誤；CD.同緣傳動邊緣點線速度相等，前齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積等于后齒輪齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積，當(dāng)A與D組合時，兩輪邊緣線速度大小相等，得：A2

10、NA=D2ND，解得：A：D=ND：NA=12：48=1：4，故C正確，D錯誤。故選：C。3.A解：A.飛鏢水平拋出做平拋運動，在水平方向做勻速直線運動，因此t=Lv0，故A正確；B.飛鏢擊中P點時，P恰好在最下方，則2r=12gt2，解得圓盤的半徑為：r=gL24v02，故B錯誤；C.飛鏢擊中P點，則P點轉(zhuǎn)過的角度滿足：=t=+2k(k=0,1，2)故=t=(2k+1)v0L，則圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為v0L，故C錯誤；D.P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度為：v=r=(2k+1)v0LgL24v02=(2k+1)gL4v0，當(dāng)k=2時，v=5gL4v0，故D錯誤。故選A。4.A解：齒輪不打滑，說明邊緣

11、點線速度相等，主動輪逆時針轉(zhuǎn)動，故從動輪順時針轉(zhuǎn)動；主動輪的齒數(shù)z1=24，從動輪的齒數(shù)z2=8，故大輪與小輪的半徑之比為R：r=24：8=3：1；根據(jù)v=r，有：12=rR=13解得從動輪的角速度為：2=31=3根據(jù)得：從動輪的周期為：，故BCD錯誤，A正確。故選A。5.D解：轉(zhuǎn)速為單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，則角速度為：=2n，因為要測量自行車的速度，即車輪邊緣上的線速度的大小，根據(jù)題意得：小齒輪和大齒輪邊緣上的線速度大小相等，根據(jù)v=r可得，r11=r22，已知1=2n，則小齒輪的角速度為：2=r1r21=2nr1r2，又小齒輪和后輪為同軸轉(zhuǎn)動，則2=3，根據(jù)v=r得，v=r33=2nr1r3r2，故D正確，ABC錯誤。故選D。6.C解：兩小球做圓周運動，根據(jù)向心力公式有：F=m42TA2rA=m42T2rB解得：TA=2T設(shè)經(jīng)過時間t，兩小球相距最近，有：tT-t2T=n(n=1,2，3，)解得：t=(2+2)nT(n=1,2，3，)，故ABD錯誤，C正確。故選C。7.C解：A.勻速圓周運動速度大小不變，方向變化，故速度是變化的，故A錯誤；B.勻速圓周運動速度大小不變，方向變化，故B錯誤；C.勻速圓周運動的加速度等于向心加速度，始終指向圓心，大小不變，方向時刻改變，故C正確；D.勻速圓周運動受的力提供向