《2020物理新素养同步人教必修二课件： 第五章 曲线运动 第4节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020物理新素养同步人教必修二课件： 第五章 曲线运动 第4节（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 曲线运动 第四节圆周运动 素养目标定位 素养思维脉络 课前预习反馈 1 线速度 1 定义 线速度的大小等于质点通过的 与所用 的比值 2 定义式 v 单位 米每秒 m s 3 意义 描述做圆周运动的物体 的快慢 4 方向 物体在某一时刻或某一位置的线速度方向就是圆弧上该点的 方向 知识点1 描述圆周运动的物理量 弧长 s 时间 t 运动 切线 2 角速度 1 定义 在圆周运动中 连接运动物体和圆心的半径转过的 和所用 的比值 2 定义式 3 意义 描述物体绕圆心 的快慢 4 单位 在国际单位制中 角速度的单位是 符号为rad s 角度 时间 t 转动 弧度 秒 3 周期 1 定义 做匀
2、速圆周运动的物体 转过 所用的时间 叫做周期 用T表示 2 单位 秒 符号s 4 转速 1 定义 物体单位时间所转过的 常用符号n表示 2 单位 转每分 转每秒 符号r min r s 一周 圈数 在圆周运动中 线速度的大小等于 与半径的乘积 关系式为v 知识点2 线速度与角速度的关系 角速度大小 r 1 定义线速度的大小 的圆周运动 2 特点 1 线速度大小处处相等 方向时刻变化 是一种 运动 2 角速度 3 转速 周期不变 知识点3 匀速圆周运动 处处相等 变速 不变 判一判 1 匀速圆周运动是一种匀速运动 2 做匀速圆周运动的物体 相同时间内位移相同 3 做匀速圆周运动的物体 其合外力不
3、为零 4 做匀速圆周运动的物体 其线速度不变 5 做匀速圆周运动的物体 其角速度不变 6 做匀速圆周运动的物体 转速越大 角速度越大 辨析思考 选一选 多选 某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验研究 并给运动小球拍了频闪照片 如图所示 小球相邻影像间的时间间隔相等 小球在最高点和最低点的运动快慢比较 下列说法中正确的是 A 该小球所做的运动不是匀速圆周运动B 最高点附近小球相邻影像间弧长短 线速度小 运动较慢C 最低点附近小球相邻影像间圆心角大 角速度大 运动较快D 小球在相邻影像间运动时间间隔相等 最高点与最低点运动一样快 ABC 解析 由所给频闪照片可知 在最高点附近 像间弧长较小 表明最
4、高点附近的线速度较小 运动较慢 在最低点附近 像间弧长较大 对应相同时间内通过的圆心角较大 故角速度较大 运动较快 A B C选项正确 D选项不正确 想一想 拍苍蝇与物理有关 市场上出售的蝇拍 如图所示 把长约30cm 拍头长12cm 宽10cm 这种拍的使用效果往往不好 拍未到 蝇已飞 有人将拍把增长到60cm 结果是打一个准一个 你能解释其原因吗 答案 苍蝇的反应很灵敏 只有拍头的速度足够大时才能击中 而人转动手腕的角速度是有限的 由v r知 当增大转动半径 即拍把长 时 如由30cm增大到60cm 则拍头速度增大为原来的2倍 此时 苍蝇就难以逃生了 课内互动探究 探究一描述圆周运动的物理
5、量及其关系 月球绕地球运动 地球绕太阳运动 这两个运动都可看成是圆周运动 怎样比较这两个圆周运动的快慢 请看下面地球和月球的 对话 地球说 你怎么走得这么慢 我绕太阳运动1s要走29 79km 你绕我运动1s才走1 02km 月球说 不能这样说吧 你一年才绕太阳转一圈 我27 3天就能绕你转一圈 到底谁转得慢 请问 地球说得对 还是月球说得对 1 提示 地球和月球说的均是片面的 它们选择描述圆周运动快慢的标准不同 严格来说地球绕太阳运动的线速度比月球绕地球运动的线速度大 而月球绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角度速度大 1 匀速圆周运动的特点 1 变 与 不变 描述匀速圆周运动的四个物理量
6、中 角速度 周期和转速恒定不变 线速度是变化的 2 性质匀速圆周运动中的 匀速 不同于匀速直线运动中的 匀速 这里的 匀速 是 匀速率 的意思 匀速圆周运动是变速运动 2 匀速圆周运动的线速度 角速度 周期 频率 转速的比较 如图所示 由于地球自转 地球上的一切物体都随地球一起转动 现有A B两人 A在赤道上 B在北纬60 处 A B两人的角速度 线速度分别是多少 地球半径R 6400km 典例1 解题指导 确定物体的角速度和线速度的大小 首先应确定物体做匀速圆周运动的圆心 半径 运动的平面及轨迹 然后找到各物理量之间的相互关系 答案 A B 7 3 10 5rad svA 467 2m sv
7、B 233 6m s 对点训练1 如图所示 如果把钟表上的时针 分针 秒针看成匀速转动 那么它们的角速度之比为 时 分 秒 设时针 分针 秒针的长度之比为1 1 5 1 8 那么三个指针尖端的线速度大小之比为v时 v分 v秒 1 12 720 1 18 1296 探究二常见的三种传动装置及其特点 如图为一辆自行车传动装置的结构图 观察自行车是怎样用链条传动来驱动后轮前进的 请思考 2 1 同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度 角速度是否相同 2 两个齿轮相比较 其边缘的线速度是否相同 角速度是否相同 转速是否相同 提示 1 线速度不同 角速度相同 2 线速度相同 角速度不同 转速不同 三种传
8、动装置及其特点 特别提醒 在处理传动装置中各物理量间的关系时 关键是确定其相同的量 线速度或角速度 再由描述圆周运动的各物理量间的关系 确定其他各量间的关系 2019 河南省洛阳市高一下学期检测 如图所示为一皮带传动装置 右轮的半径为r a是它边缘的上一点 左侧是一轮轴 大轮的半径为4r 小轮的半径为2r b点在小轮上 到小轮中心的距离为r c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上 若在转动过程中 皮带不打滑 则 A a点与b点的线速度大小相等B a点与b点的角速度大小相等C a点与c点的线速度大小相等D a点与d点的线速度大小相等 C 典例2 解题指导 在分析传动装置中各物理量间的关系时 要牢记
9、下面的两个关系 1 靠皮带 齿轮或摩擦传动的轮子 在不打滑的情况下 轮子边缘上各点的线速度大小相等 角速度则与半径成反比 2 同一轮子或同轴传动的轮子上各点运动的角速度 转速n和周期T均相等 线速度则与半径成正比 解析 左 右两轮通过皮带传动 在皮带不打滑的前提下 a c两点的线速度大小相等 b c d三点的角速度大小相等 即va vc b c d由v r 可得 vb r vc 2r vd 4r 显然vd vc vb 则vd va vb又va r a vb r b 则 a b A B D三项错误 C项正确 对点训练2 多选 2018 江苏省苏州市高一上学期期末 明代出版的 天工开物 一书中就有
10、牛力齿轮翻车的图画 如图所示 记录了我们祖先的劳动智慧 若A B C三齿轮半径的大小关系如图 rA rB rC 则 A 线速度vA vB vCB 线速度vA C AC 解析 齿轮A与齿轮B是同缘传动 边缘点线速度相等 故vA vB 因为半径关系为rA rB 根据公式v r可知 A的角速度小于B的角速度 即 A B B与C是同轴传动 角速度相等 即 C B 所以角速度关系为 A B C 故C正确 D错误 B C两轮角速度相等 根据公式v r可知 半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大 即vC vB 结合以上可得 vC vB vA 故A正确 B错误 核心素养提升 1 分析多解原因 匀速圆周运动具有周
11、期性 使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生 这就要求我们在确定做匀速圆周运动物体的运动时间时 必须把各种可能都考虑进去 匀速圆周运动的多解问题处理方法 2 确定处理方法 1 抓住联系点 明确两个物体参与运动的性质和求解的问题 两个物体参与的两个运动虽然独立进行 但一定有联系点 其联系点一般是时间或位移等 抓住两运动的联系点是解题关键 2 先特殊后一般 分析问题时可暂时不考虑周期性 表示出一个周期的情况 再根据运动的周期性 在转过的角度 上再加上2n 具体n的取值应视情况而定 如图所示 半径为R的水平圆板绕过中心的竖直轴做匀速圆周运动 当半径OB转到某一方向时 在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球 小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时 小球与圆板只碰一次 且相碰点为B 案例 课内课堂达标 课后课时作业
