5.4 圓周運(yùn)動(dòng) 課件(人教版必修2)
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4 圓周運(yùn)動(dòng),1.理解線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速等描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量的概念. 2.理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系. 3.知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng).,1.定義 物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過的______與通過這段______所用____的比值. 2.定義式 v=_____.,線速度,弧長,弧長,時(shí)間,3.標(biāo)、矢性 線速度是矢量,方向與圓弧_____,與半徑_____. 4.勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義:沿著圓周,并且線速度的大小__________的運(yùn)動(dòng). (2)性質(zhì):線速度的方向是時(shí)刻_____的,所以是一種______運(yùn)動(dòng).,相切,垂直,處處相等,變化,變速,思考1:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的位移相同嗎? 提示:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的位移大小相等,但方向可能不同.,1.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 ( ). A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率不變 C.任意相等時(shí)間內(nèi)通過的位移相等 D.任意相等時(shí)間內(nèi)通過的路程相等 解析 由線速度定義知,速度的大小不變,也就是速率不變,但速度方向時(shí)刻改變,故A、B對;做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在任意相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長即路程相等,D對,C錯(cuò). 答案 ABD,1.定義 連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過的______與轉(zhuǎn)過這一______所用______的比值. 2.定義式 ω=____. 3.單位 弧度每秒,符號是______或_________. 4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度______的圓周運(yùn)動(dòng).,角速度,角度,角度,時(shí)間,rad/s,rad·s-1,不變,5.周期T和轉(zhuǎn)速n,思考2:周期、頻率和轉(zhuǎn)速都是描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,三者之間的關(guān)系如何?,2.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,10 s內(nèi)沿半徑為20 m的圓周運(yùn)動(dòng)100 m,試求物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí): (1)線速度的大?。?(2)角速度的大?。?(3)周期的大?。?答案 (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s,在圓周運(yùn)動(dòng)中,線速度的大小等于角速度大小與半徑的______.即v=____.,線速度與角速度的關(guān)系,思考3:在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,線速度與角速度成正比對嗎? 提示:這種說法不對.在r一定時(shí)線速度與角速度才成正比.,乘積,ωr,3.(2013·汕頭高一檢測)如圖5-4-1所示,兩個(gè)小球a和b用輕桿連接,并一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是 ( ). 圖5-4-1 A.a(chǎn)球的線速度比b球的線速度小 B.a(chǎn)球的角速度比b球的角速度小 C.a(chǎn)球的周期比b球的周期小 D.a(chǎn)球的轉(zhuǎn)速比b球的轉(zhuǎn)速大,解析 兩個(gè)小球一起轉(zhuǎn)動(dòng),周期相同,所以它們的轉(zhuǎn)速、角速度都相等,B、C、D錯(cuò)誤.而由v=ωr可知b的線速度大于a的線速度.所以A正確. 答案 A,對勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解,【典例1】 質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則 ( ). A.在任何相等的時(shí)間里,質(zhì)點(diǎn)的位移都相等 B.在任何相等的時(shí)間里,質(zhì)點(diǎn)通過的路程都相等 C.在任何相等的時(shí)間里,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速度都相同 D.在任何相等的時(shí)間里,連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等 審題技巧 (1)弄清線速度、角速度的定義. (2)弄清位移、路程的區(qū)別.,答案 BD,(1)矢量的比較,首先要想到方向問題. (2)“相等時(shí)間內(nèi)…”的問題,為便于比較可以取一些特殊值,但是有時(shí)取特殊值也會(huì)犯錯(cuò),如本題中若取t=T,則相等時(shí)間內(nèi)位移相等,均為0,這樣看來A選項(xiàng)正確,所以舉例時(shí)要具有普遍性. (3)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”,這里的“勻速”是“勻速率”的意思,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng).,【跟蹤1】 下列對于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中,正確的是 ( ). A.線速度不變的運(yùn)動(dòng) B.角速度不變的運(yùn)動(dòng) C.周期不變的運(yùn)動(dòng) D.轉(zhuǎn)速不變的運(yùn)動(dòng) 解析 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度、周期、轉(zhuǎn)速不變,線速度時(shí)刻在變,故應(yīng)選B、C、D. 答案 BCD,圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系,特別提醒 (1)角速度ω、線速度v、半徑r之間的關(guān)系是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系. (2)公式v=ωr適用于所有的圓周運(yùn)動(dòng).,【典例2】 如圖5-4-2所示,圓環(huán)以過其直徑的直線AB為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).已知其半徑R=0.5 m,周期T=4 s,求環(huán)上P點(diǎn)和Q點(diǎn)的角速度和線速度大?。?圖5-4-2,答案 ωP=ωQ=1.57 rad/s vP≈0.39 m/s vQ≈0.68 m/s,應(yīng)用關(guān)系式v=ωr解題的關(guān)鍵是看哪個(gè)量保持不變,本題中物體在地球上各點(diǎn)時(shí)的角速度ω相等,它的線速度v與做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r成正比,故確定圓半徑又是解決本題的另一個(gè)關(guān)鍵.,【跟蹤2】 2012年2月12日,中國選手隋文靜和韓聰在2012花樣滑冰四大洲雙人自由滑比賽中獲得135.08分,并以201.83的總分奪得雙人滑項(xiàng)目冠軍.在男女雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中,男運(yùn)動(dòng)員以自己為轉(zhuǎn)軸拉著女運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是常見的動(dòng)作,若男運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)速為30 r/min,女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋的線速度為5 m/s,求女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是多少?,答案 1.59 m,物理建模2 常見傳動(dòng)裝置模型 模型特點(diǎn) 模型1 共軸傳動(dòng),圖5-4-3,圖5-4-4,模型3 齒輪傳動(dòng) 如圖5-4-5所示,A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn),兩個(gè)齒輪嚙合,則當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A點(diǎn)和B點(diǎn)的線速度、角速度、周期存在以下定量關(guān)系:,圖5-4-5,模型4 摩擦傳動(dòng) 如圖5-4-6所示,兩摩擦輪靠摩擦進(jìn)行傳動(dòng),A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是兩輪邊緣上的點(diǎn),傳動(dòng)時(shí)如果兩摩擦輪在接觸處沒有相對滑動(dòng),則兩輪在接觸處的線速度大小相等,此時(shí)A點(diǎn)和B點(diǎn)的線速度、角速度、周期存在以下定量關(guān)系:,圖5-4-6,典例剖析 【典例】 小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識后,設(shè)計(jì)了一個(gè)課題,名稱為:快速測量自行車的騎行速度.他的設(shè)想是:通過計(jì)算腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,推算自行車的騎行速度.經(jīng)過騎行,他得到如下數(shù)據(jù):在時(shí)間t內(nèi)腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為N,那么腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=________;要推算自行車的騎行速度,還需要測量的物理量有________________;自行車騎行速度的計(jì)算公式v=________.,圖5-4-7,【審題技巧】 處理此類問題在讀題、審題時(shí)要三抓:一抓有效信息,建立物理模型;二抓物理量之間的關(guān)系;三抓解題技巧.,【我來沖關(guān)】,圖5-4-8,答案 ωA∶ωB∶ωC=2∶2∶3 vA∶vB∶vC=2∶1∶2 TA∶TB∶TC=3∶3∶2,【狀元微博】 求解傳動(dòng)問題的基本思路 (1)首先確定傳動(dòng)裝置上大小相同的量:同輪或同軸不同輪上各點(diǎn)的角速度、周期、轉(zhuǎn)速相同;與皮帶相連的或直接接觸的輪子邊緣的線速度大小相同. (2)通過各物理量間的關(guān)系式結(jié)合已知的量的關(guān)系確定其他未知量的關(guān)系,常用的關(guān)系式為:,一、線速度 1.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 ( ). A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng) B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度不變的運(yùn)動(dòng) D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng) 解析 這里的“勻速”,不是“勻速度”,也不是“勻變速”,而是速率不變,勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一種速度大小不變、方向時(shí)刻改變的變速運(yùn)動(dòng).故B、D正確. 答案 BD,2.如圖5-4-9所示,一質(zhì)點(diǎn)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t,質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到同一直徑上的B點(diǎn),求: (1)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大??; (2)質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間t內(nèi)的平均速度大小. 圖5-4-9,二、角速度 3.機(jī)械手表(圖5-4-10)的分針與秒針從第一次重合至第二次重合,中間經(jīng)歷的時(shí)間為 ( ).,圖5-4-10,答案 C,三、描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系 4.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度、角速度、周期之間的關(guān)系,下列說法正確的是 ( ). A.線速度大的角速度一定大 B.線速度大的周期一定小 C.角速度大的半徑一定小 D.角速度大的周期一定小,答案 D,5.如圖5-4-11所示的傳動(dòng)裝置中,B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng),A、B兩輪用皮帶傳動(dòng),三個(gè)輪的半徑關(guān)系是rA=rC=2rB.若皮帶不打滑,求A、B、C三輪邊緣上a、b、c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比. 圖5-4-11,解析 A、B兩輪通過皮帶傳動(dòng),皮帶不打滑,則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等,B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng),則B、C兩輪的角速度相等.,答案 1∶2∶2 1∶1∶2,圓周運(yùn)動(dòng)各物理量之間的關(guān)系,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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