《2018-2019学年高考物理 主题一 曲线运动与万有引力定律 1.2 圆周运动 1.2.1 匀速圆周运动课件 粤教版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高考物理 主题一 曲线运动与万有引力定律 1.2 圆周运动 1.2.1 匀速圆周运动课件 粤教版.ppt（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.2圆周运动圆周运动1.2.1匀速圆周运动匀速圆周运动学习目标学习目标核心提炼核心提炼1.理解匀速圆周运动的概念和特点。理解匀速圆周运动的概念和特点。5个概念个概念匀速圆周运动、线速度、匀速圆周运动、线速度、角速度、转速、周期角速度、转速、周期3个关系个关系线速度与角速度的关系、线速度与角速度的关系、线速度与周期、角速度与周期的关系线速度与周期、角速度与周期的关系2.理解线速度、角速度、转速、周期等概理解线速度、角速度、转速、周期等概念，会对它们进行定量计算。念，会对它们进行定量计算。3.知道线速度与角速度的关系，线速度与知道线速度与角速度的关系，线速度与周期、角速度与周期的关系。周期、角速
2、度与周期的关系。一、描述圆周运动的物理量及其关系一、描述圆周运动的物理量及其关系观图助学观图助学月月亮亮绕地地球球做做圆周周运运动，地地球球绕太太阳阳做做圆周周运运动。如如图所所示示关于各自运关于各自运动的快慢，地球和月亮的的快慢，地球和月亮的“对话”：地地球球说：你你怎怎么么走走得得这么么慢慢？我我绕太太阳阳运运动1 s要要走走29.79 km，你，你绕我运我运动1 s才走才走1.02 km。月月亮亮说：不不能能这样说吧吧！你你一一年年才才绕太太阳阳转一一圈圈，我我27.3天天就就能能绕你你转一一圈圈，到到底底谁转得慢？得慢？请问：地球：地球说得得对，还是月亮是月亮说得得对？1.线速度线速度
3、弧长弧长l2.角速度角速度(1)定义：质点通过的定义：质点通过的_跟通过这段弧长所用跟通过这段弧长所用_的比值。的比值。(2)大小：大小：v_，单位：，单位：_。(3)方向：沿圆周上该点的方向：沿圆周上该点的_方向。方向。(4)物理意义：描述物体沿圆周运动的快慢物理意义：描述物体沿圆周运动的快慢。(1)定义：质点所在半径定义：质点所在半径_与所用与所用_的比值。的比值。(2)大小：大小：_，单位：，单位：_，符号：，符号：_。(3)物理意义：描述物体绕物理意义：描述物体绕_转动的快慢。转动的快慢。时间时间tm/s切线切线转过的角度转过的角度弧度每秒弧度每秒rad/s时间时间t圆心圆心3.周期和
4、转速周期和转速(1)周周期期：匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体运运动动_所所用用的的时时间间，用用符符号号T表表示示，单单位位为为_ 。(2)转转速速：匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体单单位位时时间间内内转转过过的的_。用用符符号号n表表示示，单单位位为为转转每秒每秒(r/s)，或转每分，或转每分(r/min)。n r/s_ r/min。一周一周秒秒(s)圈数圈数60n4.各个物理量间的关系各个物理量间的关系(1)v、T的关系：的关系：v_。(2)、T的关系：的关系：_。(3)v、的关系：的关系：v_。(4)、n的关系：的关系：_。r2n理解概念理解概念判断下列判断下列说法是否正确。法
5、是否正确。(1)做匀速做匀速圆周运周运动的物体，其的物体，其线速度不速度不变。( )(2)做匀速做匀速圆周运周运动的物体，其角速度大小不的物体，其角速度大小不变。( )(3)做匀速做匀速圆周运周运动的物体，周期越大，角速度越小。的物体，周期越大，角速度越小。( )二、对匀速圆周运动的理解二、对匀速圆周运动的理解观图助学观图助学如如图花花样滑滑冰冰运运动中中，女女运运动员可可认为做做匀匀速速圆周周运运动，请思思考考女女运运动员是是做做匀匀速速运运动吗？在相等？在相等时间内路程相等内路程相等吗？位移呢？位移呢？1.匀速圆周运动：匀速圆周运动：质点沿圆周运动，在相等的时间内通过的圆弧长度质点沿圆周运
6、动，在相等的时间内通过的圆弧长度_的运动。的运动。2.相等相等理解概念理解概念判断下列判断下列说法是否正确。法是否正确。(1)匀速匀速圆周运周运动是一种匀速运是一种匀速运动。( )(2)做匀速做匀速圆周运周运动的物体，相同的物体，相同时间内位移相同。内位移相同。( )(3)做匀速做匀速圆周运周运动的物体，其合外力不的物体，其合外力不为零。零。( )线速度和匀速圆周运动线速度和匀速圆周运动观察探究观察探究如如图图1所所示示为为自自行行车车的的车车轮轮，A、B为为辐辐条条上上的的两两点点，当当它它们们随随轮轮一一起起转转动动时时，回回答答下列问题：下列问题：图图1(1)A、B两点的速度方向沿什么方
7、向？两点的速度方向沿什么方向？(2)A、B两点在相同的时间内沿圆弧运动的轨迹长度相同吗？哪个运动得快？两点在相同的时间内沿圆弧运动的轨迹长度相同吗？哪个运动得快？(3)如果如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等，点在任意相等的时间内转过的弧长相等，B做匀速运动吗？做匀速运动吗？(4)匀匀速速圆圆周周运运动动的的线线速速度度是是不不变变的的吗吗？匀匀速速圆圆周周运运动动的的“匀匀速速”同同“匀匀速速直直线线运运动动”的的“匀速匀速”一样吗？一样吗？答案答案(1)两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向。两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向。(2)不相同，不相同，B运动的轨迹长，运动的轨迹长，B运动
8、得快。运动得快。(3)B运动的速率不变，但运动的速率不变，但B运动的方向时刻变化，故运动的方向时刻变化，故B做非匀速运动。做非匀速运动。(4)质质点点做做匀匀速速圆圆周周运运动动时时，线线速速度度的的大大小小不不变变，方方向向时时刻刻在在变变化化，因因此此，匀匀速速圆圆周周运运动动不不是是线线速速度度不不变变的的运运动动，只只是是速速率率不不变变，是是变变速速曲曲线线运运动动。而而“匀匀速速直直线线运运动动”中的中的“匀速匀速”指的是速度不变，是大小、方向都不变，二者并不相同。指的是速度不变，是大小、方向都不变，二者并不相同。探究归纳探究归纳1.对线速度的理解对线速度的理解(1)线速度是物体做
9、圆周运动的瞬时速度，线速度越大，物体运动得越快。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)线线速速度度是是矢矢量量，它它既既有有大大小小，又又有有方方向向，线线速速度度的的方方向向在在圆圆周周各各点点的的切切线线方方向向上。上。(2)匀速的含义匀速的含义速度的大小不变，即速率不变。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。转动快慢不变，即角速度大小不变。(3)运动性质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。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。2.对匀速圆周运动的理解对匀速圆周运动的理解(1)匀匀中中有有变变：由
10、由于于匀匀速速圆圆周周运运动动是是曲曲线线运运动动，其其速速度度方方向向沿沿着着圆圆周周的的切切线线方方向向，所以物体做匀速圆周运动时，速度的方向时刻在变化。所以物体做匀速圆周运动时，速度的方向时刻在变化。试题案例试题案例例例1 (多多选)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是关于匀速圆周运动，下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是变速运动匀速圆周运动是变速运动B.匀速圆周运动的速率不变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任意相等时间内通过的路程相等解解析析由由线线速速度度定定义义知知，匀匀速速圆圆周周运运动动的的速速度
11、度大大小小不不变变，也也就就是是速速率率不不变变，但但速速度度方方向向时时刻刻改改变变，故故A、B正正确确；做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体在在任任意意相相等等时时间间内内通通过过的的弧弧长长即路程相等，即路程相等，C错误，错误，D正确。正确。答案答案ABD(1)矢量的比矢量的比较，首先要想到方向，首先要想到方向问题。(2)“相相等等时间内内”的的问题，为便便于于比比较可可以以取取一一些些特特殊殊值，但但是是有有时取取特特殊殊值也也会会犯犯错，如如本本题中中若若取取tT，则相相等等时间内内位位移移相相等等，均均为0，这样看来看来C选项正确，所以正确，所以举例例时要具有普遍性。要具有普遍
12、性。(3)匀匀速速圆周周运运动中中的的“匀匀速速”，是是指指“匀匀速速率率”的的意意思思，匀匀速速圆周周运运动是是变速运速运动。针对训练针对训练1 (多多选)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.因为它速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动因为它速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动B.它速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动它速度大小不变，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该质
13、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答案BD描述匀速圆周运动的物理量及其之间的关系描述匀速圆周运动的物理量及其之间的关系观察探究观察探究如如图图2所所示示，钟钟表表上上的的秒秒针针、分分针针、时时针针以以不不同同的的角角速速度度做做圆圆周周运动。运动。(1)秒秒针针、分分针针、时时针针它它们们转转动动的的快快慢慢相相同同吗吗？如如何何比比较较它它们们转转动动的快慢？的快慢？(2)秒针、分针和时针的周期分别是多大？秒针、分针和时针的周期分别是多大？图图22.对周期和频率对周期和频率(转速转速)的理解的理解(1)周周期期描描述述了了匀匀速速圆圆周周运运动动的的一一个个重重要要特特
14、点点时时间间周周期期性性。其其具具体体含含意意是是，描描述述匀匀速速圆圆周周运运动动的的一一些些变变化化的的物物理理量量，每每经经过过一一个个周周期期时时，大大小小和和方方向向与与初初始始时时刻刻完完全相同，如线速度等。全相同，如线速度等。(2)当当单单位位时时间间取取1 s时时，fn。频频率率和和转转速速对对匀匀速速圆圆周周运运动动来来说说在在数数值值上上是是相相等等的的，但频率具有更广泛的意义，两者的单位也不相同。但频率具有更广泛的意义，两者的单位也不相同。试题案例试题案例例例2 做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体，10 s内内沿沿半半径径为为20 m的的圆圆周周运运动动100 m，
15、试试求求物物体体做做匀匀速圆周运动时：速圆周运动时：(1)线速度的大小；线速度的大小；(2)角速度的大小；角速度的大小；(3)周期的大小。周期的大小。答案答案(1)10 m/s(2)0.5 rad/s(3)4 s针针对对训训练练2 关关于于做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体的的线线速速度度、角角速速度度、周周期期的的关关系系，下下面面说说法法中正确的是中正确的是()A.线速度大的角速度一定大线速度大的角速度一定大B.线速度大的周期一定小线速度大的周期一定小C.角速度大的半径一定小角速度大的半径一定小D.角速度大的周期一定小角速度大的周期一定小答案答案D同轴传动和皮带传动问题同轴传动和皮带
16、传动问题观察探究观察探究如图如图3为两种传动装置的模型图。为两种传动装置的模型图。图图3(1)甲图为皮带传动装置，试分析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；两点的线速度及角速度关系；(2)乙图为同轴传动装置，试分析乙图为同轴传动装置，试分析A、C两点的角速度及线速度关系。两点的角速度及线速度关系。答答案案(1)皮皮带带传传动动时时，在在相相同同的的时时间间内内，A、B两两点点通通过过的的弧弧长长相相等等，所所以以两两点点的的线速度大小相同，又线速度大小相同，又vr，当，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小。一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小。(2)同
17、同轴轴传传动动时时，在在相相同同的的时时间间内内，A、C两两点点转转过过的的角角度度相相等等，所所以以这这两两点点的的角角速速度相同，又因为度相同，又因为vr，当，当一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大。一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大。探究归纳探究归纳常见的传动装置及其特点常见的传动装置及其特点试题案例试题案例例例3 (2018阳阳江江高高一一检检测测)(多多选)如如图图4所所示示的的传传动动装装置置中中，B、C两两轮轮固固定定在在一一起起绕绕同同一一轴轴转转动动，A、B两两轮轮用用皮皮带带传传动动，三三个个轮轮的的半半径径关关系系是是rArC2rB。若若皮皮带带不不打打
18、滑滑，则则A、B、C三三轮边缘上轮边缘上a、b、c三点的三点的()A.角速度之比为角速度之比为122B.角速度之比为角速度之比为112C.线速度大小之比为线速度大小之比为122D.线速度大小之比为线速度大小之比为112图图4解解析析A、B两两轮轮通通过过皮皮带带传传动动，皮皮带带不不打打滑滑，则则A、B两两轮轮边边缘缘的的线线速速度度大大小小相相等等，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两轮的角速度相等。两轮的角速度相等。a、b比较：比较：vavb由由vr得得abrBrA12b、c比较：比较：bc由由vr得得vbvcrBrC12所以所以abc122vavbv
19、c112故故A、D正确。正确。答案答案AD传动装置的两个重要特点传动装置的两个重要特点(1)固定在一起同固定在一起同轴转动的物体上各点角速度相同。的物体上各点角速度相同。(2)不打滑的摩擦不打滑的摩擦传动(包括皮包括皮带传动)的两的两轮边缘上各点上各点线速度大小相等。速度大小相等。针针对对训训练练3 一一个个圆圆环环，以以竖竖直直直直径径AB为为轴轴匀匀速速转转动动，如如图图5所所示，求环上示，求环上M、N两点的：两点的：(1)线速度的大小之比；线速度的大小之比；(2)角速度之比。角速度之比。图图5圆周运动的多解问题圆周运动的多解问题匀匀速速圆圆周周运运动动的的多多解解问问题题常常涉涉及及两两
20、个个物物体体的的两两种种不不同同的的运运动动，其其中中一一个个做做匀匀速速圆圆周周运运动动，另另一一个个做做其其他他形形式式的的运运动动。因因匀匀速速圆圆周周运运动动具具有有周周期期性性，使使得得在在一一个个周周期期中中发发生生的的事事件件在在其其他他周周期期同同样样可可能能发发生生，在在解解决决此此类类问问题题时时，必必须须考考虑虑多多解解的的可可能能性性。一一般般处处理理这这类类问问题题时时，要要把把一一个个物物体体的的运运动动时时间间t，与与圆圆周周运运动动的的周周期期T建建立立起起联联系系，才会较快地解决问题。才会较快地解决问题。【针针对对练练习习】如如图图6所所示示，小小球球Q在在竖竖直直平平面面内内绕绕O点点做做匀匀速速圆圆周周运运动动，当当Q球球转转到到图图示示位位置置时时，O点点正正上上方方有有另另一一小小球球P在在距距圆圆周周最最高高点点h处处开开始始自自由由下下落落，要要使使两两球球在在圆圆周周最最高高点点相相碰碰，则则Q球球的的角角速速度度应应满满足什么条件？足什么条件？图图6
