第1節(jié)　圓周運(yùn)動(dòng) 教學(xué)課件

物理第六章圓周運(yùn)動(dòng)第1節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)01必備知識(shí)素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．理解線速度、角速度、轉(zhuǎn)速、周期等概念，會(huì)對(duì)它們進(jìn)行定量計(jì)算．2．知道線速度、角速度、周期之間的關(guān)系．3．理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和特點(diǎn)．知識(shí)點(diǎn)1線速度1．定義：物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過的_______與所用_______的比值．2．定義式：v＝_______．3．標(biāo)矢性：線速度是_______，其方向和半徑______，和圓弧_______．4．物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周______________的物理量．弧長時(shí)間矢量垂直相切運(yùn)動(dòng)快慢5．勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)定義：線速度的大小處處_______的圓周運(yùn)動(dòng)．(2)性質(zhì)：線速度的方向是時(shí)刻變化的，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種_______運(yùn)動(dòng)．相等變速知識(shí)點(diǎn)2角速度1．定義：物體與圓心的連線掃過的_______與所用_______的比值．2．定義式：ω＝_______．3．單位：弧度每秒，符號(hào)是_______或rad·s－1，在運(yùn)算中，角速度的單位可以寫為_______．4．物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周______________的物理量．角度時(shí)間rad/ss－1轉(zhuǎn)動(dòng)快慢[判一判]1．(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，相同時(shí)間內(nèi)位移相同．(

)(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其所受合外力不為零．(

)(3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線速度不變．(

)(4)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其角速度大小不變．(

)√×√×[想一想]1．日常生活中，時(shí)鐘指針的尖端、摩天輪上的座艙、電風(fēng)扇工作時(shí)葉片上的點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)有何共同點(diǎn)？有什么不同之處？

提示：它們的運(yùn)動(dòng)都是圓周運(yùn)動(dòng)，共同點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)軌跡都是圓周．不同點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不一樣．知識(shí)點(diǎn)3周期1．周期：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間，用T表示，國際單位制單位為秒(s)．2．轉(zhuǎn)速：單位時(shí)間內(nèi)物體轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，常用n表示，單位為_____________或轉(zhuǎn)每分(r/min)．轉(zhuǎn)每秒(r/s)知識(shí)點(diǎn)4線速度與角速度的關(guān)系1．兩者關(guān)系：在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度的大小等于角速度大小與半徑的________．2．關(guān)系式：________．乘積v＝ωr[判一判]2．(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，周期越大，角速度越?。?

)(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度越小，則線速度越大．(

)√×[想一想]2．鬧鐘與手表為什么會(huì)有快慢之爭？提出你的看法，和同學(xué)進(jìn)行討論．

提示：顯然，鬧鐘和手表是從不同角度看圓周運(yùn)動(dòng)的：鬧鐘指的是秒針針尖的線速度；手表則指的是描述秒針運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)物理量，這個(gè)物理量就是角速度．1．(對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在任意相等的時(shí)間內(nèi)，下列物理量可能不同的是(

)A．通過的弧長 B．通過的位移大小C．轉(zhuǎn)過的角度

D．速度的變化√解析：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，因線速度的大小不變，故在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長度相同，A錯(cuò)誤；位移是矢量，所以在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過的位移方向不一定相同，但是位移大小相等，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，角速度是不變的，所以在任意相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度是相同的，C錯(cuò)誤；速度的變化是矢量，任意相等的時(shí)間內(nèi)的速度變化方向不一定相同，D正確．2．(對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的理解)關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，下列說法中正確的是(

)A．速度的大小和方向都改變B．速度的大小和方向都不變C．速度的大小不變，方向改變D．速度的大小改變，方向不變解析：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，但方向始終沿圓周的切線方向，即方向時(shí)刻在變化，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．√3.(圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及相互關(guān)系)如圖所示，秒針繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B為秒針的兩個(gè)端點(diǎn)．在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B的角速度和線速度分別記為ωA、ωB和vA、vB，則(

)A．ωA<ωBB．ωA>ωBC．vA<vBD．vA>vB√解析：A、B為秒針的兩個(gè)端點(diǎn)，他們屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故A、B的角速度大小相等，A、B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，A點(diǎn)的半徑小于B的半徑，根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系v＝ωr，可得vA<vB，故C正確，D錯(cuò)誤．√√√探究一圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系【情景導(dǎo)入】

拍蒼蠅的過程與物理有關(guān)．市場上出售的蒼蠅拍(如圖所示)拍把長約30cm，拍頭長約12cm、寬約10cm，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60cm，結(jié)果是打一個(gè)準(zhǔn)一個(gè)，你能解釋其原因嗎？提示：蒼蠅的反應(yīng)很靈敏，只有拍頭的速度足夠大時(shí)才能擊中，而人轉(zhuǎn)動(dòng)手腕的角速度是有限的．由v＝ωr知，當(dāng)增大轉(zhuǎn)動(dòng)半徑(即拍把長)時(shí)，如由30cm增大到60cm，則拍頭速度增大為原來的2倍，此時(shí)，蒼蠅就難以逃生了．1．物理量的定義(1)線速度：單位時(shí)間(1s內(nèi))轉(zhuǎn)過的弧長．(2)角速度：單位時(shí)間(1s內(nèi))轉(zhuǎn)過的圓心角．(3)周期：轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間．(4)頻率(轉(zhuǎn)速)：單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)．√√【例2】A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間內(nèi)，它們通過的路程之比是4∶3，運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之比是3∶2，則它們(

)

A．線速度大小之比為2∶3B．角速度大小之比為3∶4C．圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2∶1D．轉(zhuǎn)速之比為3∶2√[針對(duì)訓(xùn)練1]

(多選)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)(

)A．線速度越大，其轉(zhuǎn)速一定越大B．角速度大時(shí)，其轉(zhuǎn)速一定大C．線速度一定時(shí)，半徑越大，則周期越長D．無論半徑大小如何，角速度越大，則質(zhì)點(diǎn)的周期一定越長√√[針對(duì)訓(xùn)練2]如圖所示，當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí)，扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則(

)A.ωP<ωQ，vP<vQ

B．ωP<ωQ，vP＝vQC．ωP＝ωQ，vP<vQ

D．ωP＝ωQ，vP>vQ√解析：由于P、Q兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以P、Q兩點(diǎn)的角速度是相等的，即ωP＝ωQ，同時(shí)由題圖可知Q點(diǎn)到螺母的距離比較大，根據(jù)v＝ωr可知Q點(diǎn)的線速度大，即vP＜vQ.探究二對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的理解【情景導(dǎo)入】1．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的位移相同嗎？2．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎？勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”和勻速直線運(yùn)動(dòng)中的“勻速”一樣嗎？提示：1.不一定相同．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的位移大小相等，但方向可能不同．2．質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的大小不變，方向時(shí)刻在變化，因此，勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是線速度不變的運(yùn)動(dòng)，而是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng)，是變速曲線運(yùn)動(dòng)．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”是指速度的大小(速率)不變，應(yīng)該理解成“勻速率”；而勻速直線運(yùn)動(dòng)中的“勻速”指的是速度不變，是大小、方向都不變．二者并不相同．1．勻中有變：由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，其速度方向沿著圓周的切線方向，所以物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向時(shí)刻在變化．2．勻速的含義(1)速度的大小不變，即速率不變；(2)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢不變，即角速度大小不變．3．運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：線速度的方向時(shí)刻改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)．【例3】關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(

)A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是勻速運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài)

√[解析]

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度大小不變即“勻速率”的運(yùn)動(dòng)，速度的方向時(shí)刻發(fā)生變化，而勻速運(yùn)動(dòng)是速度不變的運(yùn)動(dòng)即勻速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由于速度方向在變化，故物體的加速度不為零，所受合力也一定不為零，故不是平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤；由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，則由力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知合力方向應(yīng)與速度方向是垂直的，即加速度方向與速度方向總是垂直的，而速度方向不停地發(fā)生變化，故加速度方向不停地發(fā)生變化，即加速度不是恒定的，B錯(cuò)誤，C正確．[針對(duì)訓(xùn)練3]

(多選)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列不變的物理量是(

)A．速度 B．速率C．角速度

D．周期解析：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的大小雖然不變，但它的方向在不斷變化，故B、C、D正確．√√√探究三對(duì)傳動(dòng)裝置的分析【情景導(dǎo)入】1．如圖所示，蹺蹺板的支點(diǎn)位于板的中點(diǎn)，A、B是板上的兩個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)比較：在撬動(dòng)的某一時(shí)刻，A、B的線速度vA、vB的大小關(guān)系及角速度ωA、ωB的大小關(guān)系．2．如圖所示的是機(jī)器內(nèi)部的齒輪，大、小齒輪相互嚙合．當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪和大齒輪誰轉(zhuǎn)得快？有人說它們的速度大小是一樣的，這種說法對(duì)嗎？提示：1.根據(jù)題意，A、B繞同一支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以角速度相等，即ωA＝ωB；由題圖看出rA>rB，根據(jù)v＝ωr得線速度vA>vB.2．小齒輪比大齒輪轉(zhuǎn)得快(因?yàn)樾↓X輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度大)，但大小齒輪相互嚙合的線速度大小相同．常見的傳動(dòng)裝置及其特點(diǎn)【例4】(多選)如圖所示的傳動(dòng)裝置中，A輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過皮帶帶動(dòng)B輪轉(zhuǎn)動(dòng)(皮帶不打滑).a、b分別是兩輪邊緣上的點(diǎn)，它們的線速度大小分別為va、vb，下列判斷正確的是(

)A．B輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．B輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．va＝vbD．va＞vb√√[解析]

由題圖可知，B輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與A輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一定是相反的，所以B輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；a點(diǎn)與b點(diǎn)屬于同緣傳送，所以兩點(diǎn)具有相等的線速度，即va＝vb，故C正確，D錯(cuò)誤．【例5】如圖所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，其半徑之比RB∶RC＝3∶2，A輪的半徑大小與C