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2022年高中物理 第4章 勻速圓周運動 第1講 勻速圓周運動快慢的描述學案 魯科版必修2

上傳人:xt****7 文檔編號:105305984 上傳時間:2022-06-11 格式:DOC 頁數(shù):8 大?。?55.02KB
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1、2022年高中物理 第4章 勻速圓周運動 第1講 勻速圓周運動快慢的描述學案 魯科版必修2 [目標定位] 1.理解線速度、角速度、轉(zhuǎn)速、周期等概念,會對它們進行定量計算.2.知道線速度與角速度的關系,知道線速度與周期、角速度與周期的關系.3.理解勻速圓周運動的概念和特點. 一、線速度 1.定義:物體做圓周運動通過的________與所用________的比值. 2.大?。簐=________,單位:______. 3.方向:質(zhì)點在圓周上某點的線速度方向總是沿圓周的______方向. 4.物理意義:描述質(zhì)點沿______運動的快慢. 5.勻速圓周運動 (1)定義:任意相等的時間

2、內(nèi)通過的________________. (2)特點:①勻速圓周運動的線速度______不變.②線速度的方向是時刻______的,所以是一種______運動. 想一想 做勻速圓周運動的物體相等時間內(nèi)通過的位移相同嗎? 二、角速度 1.定義:半徑轉(zhuǎn)過的角度與所用時間的比值. 2.大?。害兀絖_____;單位:____________,符號________. 3.物理意義:描述物體繞______轉(zhuǎn)動快慢的物理量. 4.勻速圓周運動是角速度______的圓周運動. 三、周期、頻率和轉(zhuǎn)速 1.周期:周期性運動每重復一次所需要的______,符號T,單位s. 2.頻率:

3、單位時間內(nèi)運動重復的________,f=__________,單位 Hz. 3.轉(zhuǎn)速:單位時間內(nèi)的________,符號n,單位r/min或r/s. 想一想 周期、頻率和轉(zhuǎn)速都是描述物體做圓周運動快慢的物理量,它們之間的關系如何? 四、線速度、角速度、周期的關系 1.線速度v與周期T的關系:v=________. 2.角速度ω與周期T的關系:ω=________. 3.v與ω的關系:v=____. 一、對勻速圓周運動的理解 例1 關于勻速圓周運動,下列說法正確的是(  ) A.勻速圓周運動是變速運動 B.勻速圓周運動的速率不變 C.任意相等時間內(nèi)通過

4、的位移相等 D.任意相等時間內(nèi)通過的路程相等 借題發(fā)揮 (1)矢量的比較,首先要想到方向問題. (2)“相等時間內(nèi)…”的問題,為便于比較可以取一些特殊值,但是有時取特殊值也會犯錯,如本題中若取t=T,則相等時間內(nèi)位移相等,均為0,這樣看來C選項正確,所以舉例時要具有普遍性. (3)勻速圓周運動中的“勻速”,是指“勻速率”的意思,勻速圓周運動是變速運動. 二、描述圓周運動的物理量及其關系 1.線速度v、角速度ω、周期T和轉(zhuǎn)速n都是用來描述質(zhì)點做圓周運動快慢的,但它們描述的角度不同. (1)線速度v通過弧長描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢. (2)角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n通過轉(zhuǎn)過的角度描述

5、質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢 2.各個物理量之間的關系 (1)v、T、r的關系:物體在轉(zhuǎn)動一周的過程中,轉(zhuǎn)過的弧長s=2πr,時間為T,則v==. (2)ω、T的關系:物體在轉(zhuǎn)動一周的過程中,轉(zhuǎn)過的角度φ=2π,時間為T,則ω==. (3)ω與n的關系:物體在1 s內(nèi)轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn),1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過的角度為2π,則1 s內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度Δθ=2πn,即ω=2πn. 特別提醒 (1)線速度大的物體,其角速度不一定大,據(jù)ω=知,若v大,r也很大,角速度ω可能很?。? (2)v、ω、r三個量中,只有先確定其中一個量不變,才能進一步明確另外兩個量是正比還是反比關系. 例2 甲、乙兩物體都做勻速圓周運動,其轉(zhuǎn)動半徑之

6、比為1∶2,在相等的時間里甲轉(zhuǎn)過60°,乙轉(zhuǎn)過45°,則它們的角速度大小之比為________,線速度大小之比為________,周期之比為________. 例3 如圖1所示,圓環(huán)以過其直徑的直線AB為軸勻速轉(zhuǎn)動.已知其半徑R=0.5 m,周期T=4 s,求環(huán)上P點和Q點的角速度和線速度大?。? 圖1 借題發(fā)揮 應用關系式v=ωr解題的關鍵是看哪個量保持不變,本題中物體在地球上各點時的角速度ω相等,它的線速度v與做圓周運動的半徑r成正比,故確定圓半徑又是解決本題的另一個關鍵. 三、常見傳動裝置及其特點 1.同軸轉(zhuǎn)動 圖2 如圖2所示,A點和B點在同軸的

7、一個圓盤上,圓盤轉(zhuǎn)動時: ωA=ωB,=,并且轉(zhuǎn)動方向相同. 2.皮帶傳動 如圖3所示,A點和B點分別是兩個輪子邊緣上的點,兩個輪子用皮帶連起來,并且皮帶不打滑,則當輪子轉(zhuǎn)動時:vA=vB,=,并且轉(zhuǎn)動方向相同. 圖3 3.齒輪傳動 如圖4所示,A點和B點分別是兩個齒輪邊緣上的點,兩個齒輪嚙合,則當齒輪轉(zhuǎn)動時,vA=vB,=,兩點轉(zhuǎn)動方向相反. 圖4 特別提醒 在處理傳動裝置中各物理量間的關系時,關鍵是確定其相同的量(線速度或角速度),再由描述圓周運動的各物理量間的關系,確定其他各量間的關系. 例4 圖5所示為皮帶傳動裝置,皮帶輪為O、O′,RB=RA,RC=RA,當

8、皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動時,皮帶與皮帶輪之間不打滑,求A、B、C三點的角速度之比、線速度大小之比、周期之比. 圖5 對勻速圓周運動的理解 1.關于勻速圓周運動,下列說法正確的是(  ) A.勻速圓周運動是勻速運動 B.勻速圓周運動是變速運動 C.勻速圓周運動是線速度不變的運動 D.勻速圓周運動是線速度大小不變的運動 圓周運動各物理量間的關系 2.如圖6所示,兩個小球a和b用輕桿連接,并一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,下列說法中正確的是(  ) 圖6 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

9、期小 D.a(chǎn)球的轉(zhuǎn)速比b球的轉(zhuǎn)速大 3.甲、乙兩物體分別做勻速圓周運動,如果它們轉(zhuǎn)動的半徑之比為1∶5,線速度之比為3∶2,則下列說法正確的是(  ) A.甲、乙兩物體的角速度之比是2∶15 B.甲、乙兩物體的角速度之比是10∶3 C.甲、乙兩物體的周期之比是2∶15 D.甲、乙兩物體的周期之比是10∶3 傳動問題 4.如圖7所示,甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動,相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3.若甲輪的角速度為ω1,則丙輪的角速度為(  ) 圖7 A. B. C. D. 答案精析 第4章 勻速圓周運動 第1講 勻速圓周運動快慢的描述 預習導學

10、 一、1.弧長 時間 2. m/s 3.切線 4.圓周 5.(1)弧長都相等的圓周運動 (2)①大小 ②變化 變速 想一想 不一定相同.做勻速圓周運動的物體相等時間內(nèi)通過的位移大小相等,但方向可能不同. 二、2. 弧度每秒 rad/s 3.圓心 4.不變 三、1.時間 2.次數(shù)  3.轉(zhuǎn)動次數(shù) 想一想 f=,n=f,n=(n的單位為r/s). 四、1. 2. 3.rω 課堂講義 例1 ABD [由線速度定義知,勻速圓周運動的速度大小不變,也就是速率不變,但速度方向時刻改變,故A、B對;做勻速圓周運動的物體在任意相等時間內(nèi)通過的弧長即路程相等,C錯,D對.]

11、 例2 4∶3 2∶3 3∶4 解析 由ω=得:==, 由v=ωr得:=·=×= 由T=得:== 例3 見解析 解析 由題意知P點和Q點的角速度相同,ωP=ωQ== rad/s=1.57 rad/s;P點和Q點繞直徑AB做勻速圓周運動,其軌跡的圓心不同,P點和Q點的軌跡半徑大小分別為 rP=Rsin 30°=0.25 m, rQ=Rsin 60°= m, 故二者的線速度大小分別為 vP=ωPrP≈0.39 m/s;vQ=ωQrQ≈0.68 m/s. 例4 2∶2∶3 2∶1∶2 3∶3∶2 解析 由題意可知,A、B兩點在同一皮帶輪上,因此ωA=ωB,又皮帶不打滑,所以vA=vC,故可得 ωC===ωA, 所以ωA∶ωB∶ωC=ωA∶ωA∶ωA=2∶2∶3. 又vB=RBωB=RAωA=, 所以vA∶vB∶vC=vA∶vA∶vA=2∶1∶2, TA∶TB∶TC=∶∶=∶∶=3∶3∶2. 對點練習 1.BD 2.A 3.C [由v=ωr得=∶=·=×=,A、B錯誤;由ω=得==,C正確、D錯誤.] 4.A [甲、乙、丙之間屬于齒輪傳動,所以輪子邊緣的線速度相等,即v甲=v乙=v丙,由v=ωr得ω1r1=ω3r3,所以ω3=,故選項A正確.]

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