《高中物理 5.4圆周运动（精讲优练课型） 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 5.4圆周运动（精讲优练课型） 新人教版必修2（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、整理课件,4 圆周运动,整理课件,一、线速度 1.定义：物体做圆周运动通过的_与通过这段_所用_的 比值，v=_。 2.意义：描述做圆周运动的物体_的快慢。 3.方向：线速度是矢量，方向与圆弧_，与半径_。,弧长,弧长,时间,运动,相切,垂直,整理课件,4.匀速圆周运动： (1)定义：沿着圆周，并且线速度大小_的运动。 (2)性质：线速度的方向是时刻_的，所以是一种_运动。,处处相等,变化,变速,整理课件,【判一判】 (1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。( ) (2)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同。() (3)匀速圆周运动是一种匀速运动。( ),整理课件,提示：(
2、1)。匀速圆周运动的线速度大小处处相等，根据s= vt，做圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。 (2)。做匀速圆周运动的物体，在任意相等时间内通过位移大小相等，但位移的方向不同。 (3)。匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向不断变化，所以它不是匀速运动。,整理课件,二、角速度 1.定义：连接物体与圆心的半径转过的_与转 过这一_所用_的比值，=_。 2.意义：描述物体绕圆心_的快慢。,角度,角度,时间,转动,整理课件,3.单位： (1)角的单位：国际单位制中，_与_的比值表示角的大小， 称为弧度，符号：_。 (2)角速度的单位：弧度每秒，符号是_或_。 4.转速：物体单位时间内转过的_，
3、符号：n，单位：_。 5.周期：做圆周运动的物体，转过_所用的时间，符号：T，单位： _。,弧长,半径,rad,rad/s,rads-1,圈数,转每秒r/s,一周,秒s,整理课件,【判一判】 (1)做匀速圆周运动的物体，角速度不变。( ) (2)在国际单位制中，角的单位是“度”。( ) (3)物体转得越快，物体的转速、周期越大。( ) 提示：(1)。做匀速圆周运动的物体的角速度大小、方向均保持不变。 (2)。在国际单位制中，角的单位是弧度。 (3)。物体转得越快，转速越大，但周期越小。,整理课件,三、线速度与角速度的关系 1.两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径 的_。 2
4、.关系式：v=_。,乘积,r,整理课件,【想一想】月亮绕地球运动，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？请看下面地球和月亮的“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。 月亮说：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？,整理课件,请问：地球说得对，还是月亮说得对？ 提示：地球和月亮说的均是片面的，它们选择描述匀速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亮绕地球运动的线速度大，而月亮绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角速度大。,整理课件,一
5、、描述圆周运动的物理量及其关系 思考探究： 如图所示，电风扇关闭之后，风扇的叶片就越转越慢，逐渐停下来，请思考：,整理课件,(1)风扇叶片上某点在一段时间内运动的弧长与转过的角度有什么关系？ (2)风扇叶片上各点的线速度与角速度间有什么关系？ 提示：(1)根据弧度的定义，风扇叶片上某点在一段时间内运动的弧长与转过的角度满足s=r。 (2)风扇叶片上各点的线速度及角速度满足v=r。,整理课件,【归纳总结】 1.描述圆周运动的各物理量之间的关系：,整理课件,2.描述圆周运动的各物理量之间关系的理解： (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= =2n知，角速度、周期、转速三
6、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，vr。,整理课件,【典例示范】(2015岳阳高一检测)甲、乙两物体分别做匀速圆周运动，如果它们转动的半径之比为15，线速度之比为32，则下列说法正确的是( ) A.甲、乙两物体的角速度之比是215 B.甲、乙两物体的角速度之比是103 C.甲、乙两物体的周期之比是215 D.甲、乙两物体的周期之比是103,整理课件,【解题探究】 (1)做圆周运动的物体，线速度与角速度之间满足：_。 (2)做圆周运动的物体，角速度与周期之间满足：_。,v=r,整理
7、课件,【正确解答】选C。由v=r得 A、B错误；由 C正确、D错误。,整理课件,【过关训练】 1.根据教育部的规定，高考考场除了不准考生带手机等通讯工具入场外，手表等计时工具也不准带进考场，考试是通过挂在教室里的时钟计时的，关于正常走时的时钟，下列说法正确的是( ) A.秒针角速度是分针角速度的60倍 B.分针角速度是时针角速度的60倍 C.秒针周期是时针周期的 D.分针的周期是时针的,整理课件,【解析】选A。秒针、分针、时针周期分别为T1=1min，T2=60min，T3=720min。所以 选项C、D错误。根据 选项A正确、B错误。,整理课件,2.(2015郑州高一检测)如图所示，当正方形
8、薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点的( ) A.角速度之比AB=1 B.角速度之比AB= 1 C.线速度之比vAvB=1 D.线速度之比vAvB= 1,整理课件,【解析】选C。正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时 A=B，根据v=r，可得vAvB=1 ，选项C正确。,整理课件,【补偿训练】1.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,整理课件,【解析】选A。人蹬自行车时，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
9、车前进得就越快。故选项A正确。,整理课件,2.(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,整理课件,【解析】选B、D。根据v=2rn可知A错；根据=2n可知B对；根 据n= 可知C错、D对。,整理课件,【误区警示】线速度与角速度的局限性 (1)局限性：线速度与角速度都是描
10、述匀速圆周运动质点运动快慢的物理量，但两者都无法全面、准确地反映质点的运动状态，都有一定的局限性。 (2)区别：线速度大的物体，其角速度不一定大；角速度大的物体，其线速度不一定大。若比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，若比较物体绕圆心转动的快慢，看角速度。,整理课件,二、三种传动装置及其特点 思考探究： 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，并思考：,整理课件,(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？,整理课件,提示：(1)同一齿轮上各点绕同一轴转动，因而各
11、点的角速度相同。但同一齿轮上各点因到转轴的距离不同，由v=r知，其线速度不同。 (2)自行车前进时，链条不会脱落，齿轮不打滑，因而两个齿轮边缘的线速度必定相同。但两个齿轮的半径不同，根据v=r，v= 2rn，可知两个齿轮的角速度不同，转速不同。,整理课件,【归纳总结】,整理课件,整理课件,【典例示范】如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，求： (1)A、B、C三点的线速度大小之比vA：vB：vC=_。 (2)A、B、C三点的角速度之比A：B：C=_。,整理课件,【解题探究】 (1)A、B、C三点中，哪两
12、点的角速度相等？哪两点的线速度相等？ 提示：A、B两点的角速度相等，B、C两点的线速度相等。 (2)角速度相等时，线速度与它们的半径成_；线速度相等时， 角速度与它们的半径成_。,正比,反比,整理课件,【正确解答】,整理课件,答案：(1)311(2)221,整理课件,【过关训练】 1.(拓展延伸)【典例示范】中，若D是从动轮O2上距离转轴为r的点，则： (1)B、D两点的线速度之比为多少？ (2)B、D两点的角速度之比为多少？,整理课件,【解析】(1)C、D两点的角速度相等，由v=r知 vCvD=21，而vB=vC，故vBvD=21。 (2)由于= ，rB=rD，所以BD=vBvD=21。 答
13、案：(1)21(2)21,整理课件,2.(多选)(2015滨州高一检测)如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是( ) A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动 C.从动轮的转速为 n D.从动轮的转速为 n,整理课件,【解析】选B、C。主动轮顺时针转动时，皮带带动从动轮逆时针转动，A项错误，B项正确；由于两轮边缘线速度大小相同，根据v= 2rn，可得两轮转速与半径成反比，所以C项正确，D项错误。,整理课件,3.如图所示，钻床的电动机轴上的塔轮1、2、3和钻轴上的塔轮4、5、6的直径分别是
14、d1=d6=160mm，d2=d5=180mm，d3=d4=200mm，电动机的转速n=900r/min，求： (1)皮带在2、5两轮时，钻轴的转速是多少？ (2)皮带在1、4两轮时，钻轴的转速是多少？ (3)皮带在3、6两轮时，钻轴的转速是多少？,整理课件,【解析】皮带传动中两轮边缘的线速度相等，由v=R= 和= 2n得v=nd。 (1)当皮带在2、5两轮上时，由v2=v5，得 此时钻轴的转速 (2)当皮带在1、4两轮上时，钻轴的转速n4= 900r/min =720r/min。 (3)皮带在3、6两轮上时，钻轴的转速n6= 900r/min =1125r/min。,整理课件,答案：(1)9
15、00r/min(2)720r/min(3)1125r/min,整理课件,【规律方法】求解传动问题的思路 (1)分清传动特点：若属于皮带传动或齿轮传动，则轮子边缘各点线速度大小相等；若属于同轴传动，则轮上各点的角速度相等。 (2)确定半径关系：根据装置中各点位置确定半径关系，或根据题意确定半径关系。 (3)择式分析：若线速度大小相等，则根据 分析，若角速度大小相等，则根据vr分析。,整理课件,【拓展例题】考查内容：圆周运动中的临界问题 【典例示范】如图所示，小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动，半径为r，当球Q运动到与O在同一水平线上时，有另一小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落。要使两球在圆周最
16、高点处相碰，Q球的角速度应满足什么条件？,整理课件,【正确解答】小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动具有周期性的特 点，要求小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落，至圆周最高点处 与Q相碰，则在小球P下落时间内小球Q转过(n+ )圈，即小球P下落 时间是小球Q匀速圆周运动周期的(n+ )倍。由此列方程即可求解。 自由落体的位移公式h= gt2，可求得小球P自由下落运动至圆周最高 点的时间为t1= 。设小球Q做匀速圆周运动的周期为T，则有T= ，由题意知，球Q由图示位置运动至圆周最高点所用时间为,整理课件,t2=(n+ )T，式中n=0，1，2要使两球在圆周最高点相碰，需使 t1=t2，以上四式联立，解得球Q做匀速圆周运动的角速度为= (4n+1) ，式中n=0，1，
