高中物理人教版(2023)必修第二冊第六章圓周運動1圓周運動

第六章第一節(jié)圓周運動【教學目標】1.知道什么是圓周運動及勻速圓周運動。2.線速度、角速度和周期之間的關(guān)系3.勻速圓周運動的有關(guān)公式分析和計算【核心素養(yǎng)發(fā)展】核心知識1.知道什么是圓周運動及勻速圓周運動。2.學會什么是線速度、角速度。3.線速度、角速度和周期之間的關(guān)系。4.能夠用勻速圓周運動的有關(guān)公式分析和計算有關(guān)問題。核心能力1.運用極限法理解線速度的瞬時性，掌握如何運用圓周運動的特點去分析有關(guān)問題。2.體會有了線速度以后為什么還要引入角速度，運用數(shù)學知識推導角速度的單位?？茖W品質(zhì)1.通過極限思想和數(shù)學知識的運用，體會學科知識間的聯(lián)系，建立普遍聯(lián)系的觀點?！窘虒W重點】1.勻速圓周運動。2.圓周運動的線速度、角速度和周期。3.勻速圓周運動的有關(guān)公式分析和計算?！窘虒W難點】1.勻速圓周運動的有關(guān)公式分析和計算。2．體會應用知識的樂趣．激發(fā)學習的興趣。【教學方法】教師啟發(fā)、引導學生思考，討論、交流學習成果。探究法、討論法、實驗法。（一）新課導入請列舉生活中有哪些常見的圓周運動，比如，風扇的轉(zhuǎn)動，車輪的轉(zhuǎn)動，這節(jié)課我們就來學習有關(guān)圓周運動的相關(guān)物理量。（二）新課內(nèi)容一、線速度1.線速度：物體做勻速圓周運動時，通過的弧長與所用時間的比值。2.定義式：3.線速度是物體做圓周運動的瞬時速度。4.線速度是矢量，它既有大小，也有方向。5.線速度的方向為物體做圓周運動時該點的切線方向。6.勻速圓周運動：物體沿圓周運動，并且線速度的大小處處相等的運動，這種運動就叫做勻速圓周運動。7.勻速圓周運動的線速度方向是在時刻變化的，是一種變速運動，這里的“勻速”是指速度大小不變。二、角速度1.物理意義：描述質(zhì)點轉(zhuǎn)過的圓心角的快慢。2.定義：在勻速圓周運動中，連接運動質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過Δθ的角度跟所用時間Δt的比值，就是質(zhì)點運動的角速度。3.定義式：ω=。4.單位:弧度/秒,符號是rad/s。5.勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動。例題1：（多選）機械表的時針和分針做圓周運動（）A.分針的角速度是時針角速度的12倍B.分針的角速度是時針角速度的60倍C.秒針的角速度是分針的12倍D.秒針的角速度是分針的60倍正確答案：AD三、周期和頻率1.周期：做勻速圓周運動的物體運動一周所用的時間叫周期,周期用T表示,單位為秒(s).2.頻率：單位時間內(nèi)完成完整圓周運動的次數(shù)叫做頻率,用f表示,單位是赫茲,符號是Hz.3.轉(zhuǎn)速：單位時間內(nèi)質(zhì)點轉(zhuǎn)過的圈數(shù),叫做轉(zhuǎn)速,常用符號n表示,單位符號是r/s或r/min,讀作轉(zhuǎn)每秒或者轉(zhuǎn)每分，4.當單位時間取1s時,f=n.四、線速度與角速度的關(guān)系1.線速度與角速度的關(guān)系:在中取t=T(1個周期的時間),則s=2πr,所以v=;在ω=中,取t=T,則θ=2π,所以ω=,比較可見v=ωr,這個關(guān)系的意義是線速度的大小等于角速度與半徑的乘積.2.角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速間的關(guān)系ω==2πf=2πn(n為r/s)例題2：如圖1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，三輪半徑關(guān)系是rA＝rC＝2rB.若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比.圖1【解析】A、B兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，即va＝vb或va∶vb＝1∶1 ①由v＝ωr得ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2 ②B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，則B、C兩輪的角速度相同，即ωb＝ωc或ωb∶ωc＝1∶1 ③由v＝ωr得vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2 ④由②③得ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2由①④得va∶vb∶vc＝1∶1∶2解這類題時要注意抓住傳動裝置的特點：同軸傳動的是角速度相等，皮帶傳動是兩輪邊緣的線速度大小相等，再注意運用v＝ωr找聯(lián)系.練習：如圖2,A、B兩個齒輪的齒數(shù)分別是z1、z2,各自固定在過O1、O2的軸上.其中過O1的軸與電動機相連接,此軸每分鐘轉(zhuǎn)速為n1.若兩齒輪外緣半徑分別是r1、r2,求:圖2(1)B齒輪的轉(zhuǎn)速n2;(2)A、B兩齒輪的半徑之比;(3)在時間t內(nèi),A、B兩齒輪轉(zhuǎn)過的角度之比,以及B齒輪外緣上一點通過的路程.答案:(1)n2=n1(2)r1∶r2=z1∶z2(3)sB=2πr2n1tz1/z2五、板書設(shè)計一、線速度二、角速度三、周期和頻率四、線速度與角速度的關(guān)系六、作業(yè)布置課堂作業(yè)：課本P26全部