《2018-2019学年高中物理 第二章 匀速圆周运动 1 圆周运动课件 教科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第二章 匀速圆周运动 1 圆周运动课件 教科版必修2（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 圆周运动,第二章 匀速圆周运动,学习目标,1.知道什么是匀速圆周运动，知道它是变速运动. 2.掌握线速度的定义式，理解线速度的大小、方向的特点. 3.掌握角速度的定义式，知道周期、转速的概念. 4.知道线速度、角速度和周期之间的关系.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、线速度 1.定义：质点做圆周运动通过的 与通过这段 所用时间的比值， 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 . 4.匀速圆周运动 (1)定义：质点沿圆周运动，在相等的时间内通过的圆弧长度相
2、等. (2)性质：线速度的方向是时刻 的，所以是一种 运动.,弧长,弧长,运动,垂直,相切,变化,变速,二、角速度 1.定义：连接质点与圆心的半径所转过的 跟所用时间t的比值， _. 2.意义：描述物体绕圆心 的快慢. 3.单位 (1)角的单位：国际单位制中， 与 的比值表示角的大小，即 ，其单位称为弧度，符号： . (2)角速度的单位：弧度每秒，符号是 或 .,角度,半径,弧长,rad,rad/s,rads1,转动,三、周期和转速 1.周期T：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的 ，单位： . 2.转速n：单位时间内转过的 ，单位： 或 . 3.周期和转速的关系：T_(n单位为r/s时). 四
3、、线速度、角速度和周期之间的关系 1.线速度与周期的关系：v_. 2.角速度与周期的关系：_. 3.线速度与角速度的关系：v .,时间,转每秒(r/s),圈数,秒(s),转每分(r/min),r,1.判断下列说法的正误. (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转过的角度越大，其角速度就越大.( ) (4)做匀速圆周运动的物体，当半径一定时，线速度与角速度成正比. ( ) (5)做匀速圆周运动的物体，角速度大的半径一定小.( ),即学即用,答案,2.A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长
4、比sAsB23，转过的圆心角比AB32，那么它们的线速度之比vAvB_，角速度之比AB_.,答案,解析,23,32,重点探究,答案,一、线速度和匀速圆周运动,如图1所示为自行车的车轮，A、B为辐条上的两点，当它们随轮一起转动时，回答下列问题： (1)A、B两点的速度方向各沿什么方向？,图1,答案 两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向.,导学探究,(2)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等，B做匀速运动吗？,答案,答案 B运动的方向时刻变化，故B做非匀速运动.,(3)匀速圆周运动的线速度是不变的吗？匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗？,答案 质点做匀速圆周运动时，线速度
5、的大小不变，方向时刻在变化，因此，匀速圆周运动只是速率不变，是变速曲线运动.而“匀速直线运动”中的“匀速”指的是速度不变，是大小、方向都不变，二者并不相同.,(4)A、B两点哪个运动得快？,答案 B运动得快.,1.对线速度的理解： (1)线速度是物体做圆周运动的瞬时速度，线速度越大，物体运动得越快. (2)线速度是矢量，它既有大小，又有方向，线速度的方向在圆周各点的切线方向上. (3)线速度的大小：v ，s代表弧长. 2.对匀速圆周运动的理解： (1)匀中有变：由于匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向沿着圆周的切线方向，所以物体做匀速圆周运动时，速度的方向时刻在变化.,知识深化,(2)匀速的含义
6、： 速度的大小不变，即速率不变. 转动快慢不变，即角速度大小不变. (3)运动性质： 线速度的方向时刻改变，所以匀速圆周运动是一种变速运动.,例1 (多选)某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确的是 A.因为该质点速度大小始终不变，所以该质点做的是匀速运动 B.该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动 C.该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态 D.该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合力不等于零,答案,如图2所示，钟表上的秒针、分针、时针以不同的角速度做圆周运动. (1)秒针、分针、时针转动的快慢相同吗？如何比较 它们转动的快慢？,二、角速度、周期和转速,图2,导
7、学探究,答案,(2)秒针、分针和时针的周期分别是多大？,答案,答案 秒针周期为60 s，分针周期为60 min，时针周期为12 h.,1.对角速度的理解： (1)角速度描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢，角速度越大，物体转动得越快. (3)在匀速圆周运动中，角速度大小不变，是恒量.,知识深化,2.周期(频率)和转速：,例2 (多选)一正常转动的机械钟表，下列说法正确的是 A.秒针转动的周期最长 B.时针转动的转速最小 C.秒针转动的角速度最大 D.秒针的角速度为,答案,解析,解析 秒针转动的周期最短，角速度最大，A错误，C正确； 时针转动的周期最长，转速最小，B正确；,1.描述圆周运动的各物
8、理量之间的关系：,三、描述匀速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关系的理解：,例3 做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m，试求物体做匀速圆周运动时： (1)线速度的大小；,答案,解析,答案 10 m/s,(2)角速度的大小；,答案,解析,答案 0.5 rad/s,(3)周期的大小.,答案 4 s,针对训练1 (多选)火车以60 m/s的速率转过一段圆弧形弯道，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/s D.弯道半径约为3.4
9、km,答案,解析,解析 由svt知，s600 m，A正确. 在弯道做圆周运动，火车加速度不为零，B错误. 由10 s内转过10知，角速度 0.017 rad/s， C错误. 由vr知，r 3.4 km，D正确.,答案 皮带传动时，在相同的时间内，A、B两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相同，又vr，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小.,如图3为两种传动装置的模型图. (1)甲图为皮带传动装置，试分析A、B 两点的线速度及角速度关系.,四、同轴转动和皮带传动问题,导学探究,图3,答案,(2)乙图为同轴转动装置，试分析A、C两点的角速度及线速度关系.,答案,答案 同轴转动时，在
10、相同的时间内，A、C两点转过的角度相等，所以这两点的角速度相同，又因为vr，当一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大.,常见的传动装置及其特点,知识深化,例4 (多选)如图4所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rArC2rB.若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的 A.角速度之比为122 B.角速度之比为112 C.线速度大小之比为122 D.线速度大小之比为112,答案,解析,图4,解析 A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边缘的线速度大小相等，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两轮的角速度相等.
11、 a、b比较：vavb 由vr得：abrBrA12 b、c比较：bc 由vr得：vbvcrBrC12 所以abc122 vavbvc112 故A、D正确.,传动问题是圆周运动部分的一种常见题型，在分析此类问题时，关键是要明确什么量相等，什么量不等，在通常情况下，应抓住以下两个关键点： (1)绕同一轴转动的各点角速度、转速n和周期T相等，而各点的线速度vr与半径r成正比；,针对训练2 (多选)如图5所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为13，则在传动的过程中 A.甲、乙两轮的角速度之比为31 B.甲、乙两轮的周期之比为31 C.甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3
12、1 D.甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为11,答案,解析,图5,解析 这种齿轮传动，与不打滑的皮带传动规律相同，即两轮边缘的线速度相等，故C错误；,达标检测,1.(对匀速圆周运动的认识)对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中不正确的是 A.相等的时间内通过的路程相等 B.相等的时间内通过的弧长相等 C.相等的时间内通过的位移相同 D.在任何相等的时间内，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等,解析 匀速圆周运动是指速度大小不变的圆周运动，因此在相等时间内通过的路程相等，弧长相等，转过的角度也相等，A、B、D项正确； 相等时间内通过的位移大小相等，方向不一定相同，故C项错误.,答案,解
13、析,1,2,3,4,5,2.(描述圆周运动各量的关系)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为 4 m/s，转动周期为2 s，下列说法中不正确的是 A.角速度为0.5 rad/s B.转速为0.5 r/s C.运动轨迹的半径为1.27 m D.频率为0.5 Hz,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,3.(传动问题)某新型自行车，采用如图6甲所示的无链传动系统，利用圆锥齿轮90轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”问题.如图乙所示是圆锥齿轮90轴交示意图，其中A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分
14、别记为rA、rB和rC(rArBrC).下列有关物理量大小关系正确的是 A.B点与C点的角速度：BC D.B点和C点的线速度：vBvC,答案,图6,1,2,3,4,5,解析,解析 B点与C点的线速度大小相等，由于rBrC，所以BC，故A、D错误；,1,2,3,4,5,4.(传动问题)如图7所示，A、B轮通过皮带传动，A、C轮通过摩擦传动，半径RA2RB3RC，各接触面均不打滑，则A、B、C三个轮的边缘点的线速度大小和角速度之比分别为 A.vAvBvC123，ABC321 B.vAvBvC111，ABC236 C.vAvBvC111，ABC123 D.vAvBvC321，ABC111,答案,解析
15、,1,2,3,4,5,图7,解析 由题意知，A、B轮通过皮带传动，A、B边缘上的点具有大小相等的线速度；A、C轮通过摩擦传动，A、C边缘上的点具有相等的线速度，所以三个轮的边缘点的线速度大小是相等的，则vAvBvC111；根据线速度与角速度之间的关系vR，得ABC123，选项C正确.,1,2,3,4,5,5.(圆周运动的周期性)如图8所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球，要使球与盘只碰一次，且落点为B，求小球的初速度及圆盘转动的角速度的大小.(不计空气阻力),图8,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 设小球在空中运动时间为t，此圆盘转过角.则,1,2,3,4,5,n2(n1,2,3) 又因为t,
