《2020版高中物理教科必修二课件：2.1 圆周运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高中物理教科必修二课件：2.1 圆周运动（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 匀速圆周运动 1 圆 周 运 动 一 匀速圆周运动的线速度 角速度和周期 1 匀速圆周运动 1 在任意相等的时间内通过的 都相等的圆 周运动 2 特点 线速度的 不变 时刻改变 圆弧长度 大小方向 2 线速度 1 物理意义 描述匀速圆周运动的快慢 2 定义 做匀速圆周运动的质点通过的 与 的比值 3 方向 沿圆周运动轨迹的 弧长 s 所用时间 t 切线方向 4 计算公式 国际单位 5 线速度是矢量 由于质点做匀速圆周运动时的线速 度 不断变化 所以匀速圆周运动是一种 运动 m s 方向变速 3 角速度 1 物理意义 描述匀速圆周运动的快慢 2 定义 做匀速圆周运动的质点 连接质点和圆心
2、的半 径转过 跟所用 的比值 角度 时间 t 3 计算公式 国际单位是 符号 4 匀速圆周运动是 不变的圆周运动 弧度每秒 rad s 角速度 4 周期 1 物理意义 描述匀速圆周运动的快慢 2 定义 做匀速圆周运动的物体运动 所用的时间 用符号T表示 3 周期性 做匀速圆周运动的物体经过一个周期T后 会重新回到原来的位置及 一周 运动方向 二 线速度 角速度和周期之间的关系 1 线速度和周期的关系 v 2 角速度和周期的关系 3 线速度和角速度的关系 v 4 角速度与转速的关系 r 2 n 一 描述圆周运动的物理量及其关系 任务1 匀速圆周运动的特点 思考 讨论 随着人们生活水平的提高 同学
3、们的假期生活越来越 丰富 逛游乐园成为一种不错的消遣活动 游乐园中的 摩天轮 过山车都或多或少的包含圆周运动 怎样比 较它们运动的快慢 科学思维 提示 单位时间走过的路程多的 线速度大 单位时间 内转过的弧度多的 角速度大 典例示范1 关于匀速圆周运动 下列说法中正确的 是 A 线速度的方向保持不变 B 线速度的大小保持不变 C 角速度不断变化 D 线速度和角速度都保持不变 解析 选B 匀速圆周运动的线速度大小不变 方向 时刻改变 故A D错误 B正确 匀速圆周运动的角速度 不变 故C错误 任务2 描述圆周运动的物理量的关系 1 描述圆周运动的各物理量之间的关系 2 描述圆周运动的各物理量之间
4、的关系 1 角速度 周期 转速之间关系的理解 物体做匀速 圆周运动时 由 2 n知 角速度 周期 转速三 个物理量 只要其中一个物理量确定了 其余两个物理 量也唯一确定了 2 线速度与角速度之间关系的理解 由v r知 r一 定时 v v一定时 一定时 v r 典例示范2 下列关于甲 乙两个做匀速圆周运动的 物体的有关说法中正确的是 A 若它们的线速度相等 则角速度一定相等 B 若它们的角速度相等 则线速度一定相等 C 若它们的周期相等 则角速度一定相等 D 若它们的周期相等 则线速度一定相等 解析 选C 根据v r知 线速度相等 角速度不一 定相等 还与半径有关 角速度相等 线速度不一定相等
5、还与半径有关 故A B错误 若周期相等 根据 知角速度相等 故C正确 周期相等 根据v 知线速 度大小不一定相等 还与半径有关 故D错误 所以选 C 定向训练 1 多选 关于匀速圆周运动 下列说法正确的是 A 匀速圆周运动是变速运动 B 匀速圆周运动的速率不变 C 任意相等时间内通过的位移相等 D 任意相等时间内通过的路程相等 解析 选A B D 由线速度定义知 匀速圆周运动 的速度大小不变 也就是速率不变 但速度方向时刻改 变 故A B正确 做匀速圆周运动的物体在任意相等时 间内通过的弧长即路程相等 而位移不一定相等 故C错 误 D正确 2 多选 2018 江苏高考 火车以60 m s的速率
6、转过 一段弯道 某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀 速转过了约10 在此10 s时间内 火车 A 运动路程为600 m B 加速度为零 C 角速度约为1 rad sD 转弯半径约为3 4 km 解析 选A D 在此10 s时间内 火车运动路程为 60 m s 10 s 600 m 选项A正确 曲线运动加速度不可 能为零 选项B错误 角速度 1 s rad s 选项C错误 转弯半径r 3 439 m 3 4 km 选项D正 确 3 如图为一种早期的自行车 这种自行车前轮的直径很 大 这样的设计在当时主要是为了 A 提高速度 B 提高稳定性 C 骑行方便 D 减小阻力 解析 选A 人蹬自行
7、车时 蹬车的转速有限 车轮的 角速度有限 而由v r知 在角速度一定时 半径越大 线速度越大 自行车前进得就越快 故选项A正确 补偿训练 多选 一般转动机械上都标有 r min 该数值是转动机械正常工作时的转速 不同的转动机械 上标有的转速一般是不同的 下列有关转速的说法正 确的是 A 转速越大 说明该转动机械正常工作时的线速度一定 越大 B 转速越大 说明该转动机械正常工作时的角速度一定 越大 C 转速越大 说明该转动机械正常工作时的周期一定越 大 D 转速越大 说明该转动机械正常工作时的周期一定越 小 解析 选B D 根据v 2 rn可知A错 根据 2 n 可知B对 根据n 可知C错 D对
8、 二 三种传动装置及其特点 任务1 同轴传动 同轴传动轴传动 同轴轴的圆盘圆盘 上各点图图 示 相同 量 角速度 A B 周期 TA TB 不同 量 线线速度 思考 讨论 随着人们生活水平的提高 人们越来越重视健康的生 活方式 变速车广受年轻人喜爱 变速车的大齿轮 小 齿轮 后轮是相互关联的三个转动部分 如果以车架 为参考系 行驶时 这三个轮子上各点在做圆周运动 哪些点转得更快些 模型建构 提示 大齿轮和小齿轮边缘的线速度相等 小于后轮边 缘的线速度 小齿轮和后轮的角速度相等 大于大齿轮 的角速度 典例示范1 在地球上 赤道附近的物体A和北京附近 的物体B 随地球的自转而做匀速圆周运动 可以判
9、 断 A 物体A的线速度的大小等于物体B的线速度的大小 B 物体A的线速度的大小小于物体B的线速度的大小 C 物体A的角速度大于物体B的角速度 D 物体A的周期等于物体B的周期 审题关键 序号信息提取 赤道附近的物体A的转动转动 半径比 北京附近的物体B的转动转动 半径大 A B同轴转动轴转动 角速度相等 解析 选D A与B均绕地轴做匀速圆周运动 周期均 为一天 A的转动半径较大 可根据角速度定义式 和线速度与角速度关系公式v r判断A B C错误 D 正确 任务2 皮带传动和齿轮传动 1 皮带传动 2 齿轮传动 典例示范2 如图所示为一皮带传动装置 右轮的半 径为r a是它的边缘上的一点 左
10、侧是一轮轴 大轮的半 径为4r 小轮的半径为2r b点在小轮上 到小轮中心距 离为r c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上 若在 传动过程中 皮带不打滑 则 A a点与b点线速度大小相等 B a点与c点角速度大小相等 C a b c d四点 线速度最大的是a点 D a b c d四点 角速度最大的是a点 审题关键 序号信息提取 皮带传动带传动 边缘线边缘线 速度大小相等 b c d同轴传动轴传动 角速度相等 a c线线速度大小相等 解析 选D 皮带传动边缘点线速度相等 同轴传动 角速度相等 同时结合公式v r列式分析即可 b c d三点是同轴传动 角速度相等 即 b c d 由于 rd rc
11、rb 故vd vc vb a c点同缘传动 边缘点线速度 相等 故va vc 由于rc ra 根据v r 有 cva vc vb b c drc 据v r可知 三点的线速 度关系va vb vc A D错 2 如图所示为皮带传动装置 皮带轮为O O RB RA RC RA 当皮带轮匀速转动时 皮带与皮带轮之间不 打滑 求A B C三点的角速度之比 线速度大小之 比 周期之比 解析 由题意可知 A B两点在同一皮带轮上 因此 A B 又皮带不打滑 所以vA vC 故可得 C 所以 A B C A A A 2 2 3 又vB RB B RA A 所以vA vB vC vA vA vA 2 1 2
12、TA TB TC 3 3 2 答案 2 2 3 2 1 2 3 3 2 补偿训练 多选 如图所示 一个匀速转动的半径为r的水平圆盘 上放着两个木块M和N 木块M放在圆盘的边缘处 木块N 放在离圆心 r的地方 它们都随圆盘一起运动 比较 两木块的线速度和角速度 下列说法中正确的是 A 两木块的线速度相等 B 两木块的角速度相等 C M的线速度是N的线速度的3倍 D M的角速度是N的角速度的3倍 解析 选B C 由传动装置特点知 M N两木块有相 同的角速度 又由v r知 因rN r rM r 故木块M的 线速度是木块N线速度的3倍 选项B C正确 拓展例题 考查内容 圆周运动的错觉 典例 如图所
13、示 当屏幕上出现一辆汽车匀速奔跑的 情况时 观众如果注意车辆的辐条 往往会产生奇怪的 感觉 设车轮上有八根对称分布的完全相同的辐条 电视画面每隔 s更换一帧 则下列说法错误的是 A 若在 s内 每根辐条恰好转过45 则观众觉得车 轮是不动的 B 若在 s内 每根辐条恰好转过360 则观众觉得车 轮是不动的 C 若在 s内 每根辐条恰好转过365 则观众觉得车 轮是倒转的 D 若在 s内 每根辐条恰好转过355 则观众觉得车 轮是倒转的 解析 选C 若 s内辐条正好转过45 角 则辐条 转到与它相邻的那根辐条位置 因而这时若更换一帧 则会使观众看到好像车轮不动一样 因为每根辐条相同 观众区分不开辐条的变化 同理 在 s内 若辐条转 过360 观众也会认为车轮不动 因而A B正确 若 s内 辐条转过365 则每根辐条在下一帧时出现 在它转动方向前5 的位置 因而这时观众会认为在这 s内 辐条向前转过5 所以观众会觉得车轮向前 转动 若 s内 辐条转过355 时 则每根辐条在下一 帧时 出现在与它转动方向相反的原位置的后方5 处 因此 观众会觉得车轮在倒转 所以C错误 D正确 课堂回眸
