2013-2014学年高中物理人教版必修二同步辅导与检测课件：5.4圆周运动.ppt

金品质高追求 我们让你更放心 ！ 物理物理 必修必修2 2 ( (人教版人教版) ) 第四节 圆 周 运 动 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 地球绕着太阳公转，钟表上秒针的端点也 绕着轴转动，所做的运动都可以认为是匀速圆 周运动有一天他们俩突然争论起谁快谁慢的 问题，地球不屑地说：“我一秒钟运动30千米 ，你一秒钟才运动几毫米，怎么跟我比？”秒 针也 毫不示弱：“我一分钟就可以绕轴转一圈，你一年才转一圈， 我就是比你转得快！”两人你一言我一语谁也说服不了谁那 么到底谁说的更有道理呢？ 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 1理解线速度的概念，知道它就是物体做匀速圆周运动 的瞬时速度；理解角速度、周期、转速等概念 2理解线速度、角速度、周期之间的关系：vr . 3知道匀速圆周运动是变速运动 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 课前预习 一、线速度 1圆周运动 物体沿着_的运动称为圆周运动圆周运动的轨迹 为一圆弧，故圆周运动为曲线运动，所以一定是_运动 2线速度的概念 做圆周运动的物体，通过的弧长与所用时间的_叫做 线速度 圆周 变速 比值 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 3线速度的特点 (1)意义 线速度是描述物体做圆周运动_的物理量，其物理 意义与瞬时速度的相同 (2)大小 线速度的大小用公式v_来计算，s是在时间t 内通过的弧长，线速度的单位是_ (3)方向 线速度是矢量，线速度的方向就是圆周上该点的_ 快慢 m/s 切线方向 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 4匀速圆周运动 (1)定义 如果物体沿着圆周运动，并且_处处相等， 这种运动叫做匀速圆周运动 (2)运动性质 由于匀速圆周运动的线速度方向时刻都在改变，所以匀速 圆周运动是一种_运动 二、角速度、周期(频率) 1角速度 (1)定义：在匀速圆周运动中，物体所转过的_与所 用_的比值 线速度的大小 变速曲线 角度 时间 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) (2)物理含义：描述质点转过_的快慢 (3)大小： ；单位：_(rad/s)或s1. (4)匀速圆周运动是角速度_的运动 2周期和频率 (1)周期：做圆周运动的物体运动_所用的时间 (2)频率：做圆周运动的物体在1秒钟内运动的_ (3)与周期的关系：f_. 3转速 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的 _通常用n表示 圆心角 弧度/秒 不变 一周 圈数 圈数 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 4线速度、角速度和周期的关系 (1)线速度和周期的关系：v_. (2)角速度和周期的关系：_. (3)线速度和角速度的关系：v_. r 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 试比较线速度和角速度 比较内 容 线速度角速度 定义 物体通过的弧长与所用 时间的比值 物体转过的角度与所用 时间的比值 物理意 义 描述质点做圆周运动的 快慢 描述做圆周运动的质点 转动的快慢 定义式v 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) v、r中有一个不变时，其他两个变量的变化关系： (1)当r一定时，v.如转动飞轮边缘质点的运动，当飞轮 转速n增大时，角速度2n也增大，故线速度vr也相应增 大，反之亦然 (2)当一定时，vr.如地球自转时，不同纬度的地面质点 做圆周运动的半径不同，但地面各质点随地球自转的角速度 推导式v 单位m/srad/s(或s1) 关系vR 相同点都是矢量 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 名师提示：线速度和角速度都是描述物体做匀速圆周运动 快慢的物理量，线速度侧重于描述物体通过弧长快慢的程度， 而角速度侧重于描述物体转过圆心角的快慢程度它们都有一 定的局限性，其中任何一个物理量(v或)都无法全面准确地反 映做匀速圆周运动的物体的运动状态 均相等，则线速度大小不等质点做圆周运动所在圆的半径越 大，线速度也越大反之亦然 (3)当v一定时，.如皮带传动装置中，两轮边缘质点线 速度大小相同，则大轮的角速度小，而小轮的角速度大 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 尝试应用 1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； (2)角速度的大小； 答案：(1)10 m/s (2)0.5 rad/s 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 传动问题中v、T与r的关系是怎样的？ 1.同轴传动 如图所示，A点和B点在同轴的一个“圆 盘”上，所以角速度相同但因A、B两点与 轴的距离不同，即转动半径不同，所以线速 度不同，设半径分别为r和R，且rrc，根据vr知 ，vavbvc，故A、D错误 答案：B 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 描述圆周运动的物理量 如图所示，圆环以直径AB为轴匀速转 动已知其半径为0.5 m，周期为4 s，求环上P点 和Q点的角速度和线速度 解析：P点和Q点的角速度相同， 1.57 rad/s.P点和Q点绕AB轴做圆周运动，其轨迹的圆心不同，P 点和Q点的圆半径分别为rpRsin 30 R，rQRsin 60 R.故其线速度分别为vPrP0.39 m/s，vQrQ 0.68 m/s. 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 名师归纳：明确圆周运动中各物理量间的关系，是分析圆 周运动问题的基础 答案：PQ1.51 rad/s vP0.39 m/s vQ0.68 m/s. 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 变式应用 1关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期 的关系，下面说法中正确的是( ) A线速度大的角速度一定大 B线速度大的周期一定小 C角速度大的半径一定小 D角速度大的周期一定小 D 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 传动装置中各物理量间的关系 如右图所示的传动装置中，B 、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B 两轮用皮带传动，三轮半径的关系是rA rC 2rB.若皮带不打滑，求A、B、C三轮边缘的a、b、c三点的 角速度之比和线速度之比 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 名师归纳：解决这类问题时要注意抓住传动装置的特点： 同轴转动时两轮的角速度相等，皮带传动(不打滑)时两轮边缘 的线速度大小相等，求解时注意运用vr找联系 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 变式应用 2下图所示为一种三级 减速器的示意图，各轮轴均相 同，轮半径和轴半径分别为R 和r，若第一个轮边缘的线速 度为v1，则第三个轮边缘的线速度为v3_，轴边缘的 线速度为v3_. 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 圆周运动与其他运动相结合 如右图所示，直径为d的纸制圆筒以 角速度绕垂直纸面的轴O匀速转动(图示为截 面)从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒若子 弹在圆筒旋转不到半周时，在圆周上留下a、b 两个弹孔已知aO与bO夹角为，求子弹的速 度 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 名师归纳：有些题目会涉及圆周运动、直线运动和平抛运 动等不同的运动，不同运动规律在解决同一问题时，必然有一 个物理量起桥梁作用，将两种不同运动联系起来，这一物理量 常常是“时间”通常会涉及由圆周运动引起的多解问题 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 变式应用 3.如右图所示，B物体放在光滑的水平 地面上，在水平力F的作用下由静止开始运 动，B物体质量为m，同时A物体竖直面内由 M点开始做半径为r、角速度为的匀速圆周 运动则力F多大可使A和B两物体的速度相 同？ 解析：因为物体B在力F作用下沿水平面向右做匀加速运动 ，速度方向水平向右，要使A与B速度相同，则只有当A运动到 圆轨道的最低点时，才有可能设A、B运动时间t后两者速 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 基础练 1下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是( ) A是速度不变的运动 B是角速度不变的运动 C是角速度不断变化的运动 D是相对圆心位移不变的运动 B 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 2.新中国成立前后，机械化生产水平 较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮 食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，设 驴的运动为匀速圆周运动，下列说法正确 的是( ) A相等的时间内驴通过的弧长相等 B相等的时间内驴发生的位移相等 C相等的时间内驴的平均速度相等 D相等的时间内驴转过的角度相等 AD 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 3假设“神舟七号”飞船实施变轨后做匀速圆周运动，共 运行了n周，起始时刻为t1，结束时刻为t2，运行速度为v，半径 为r，则计算其运行周期可用( ) A B C D A 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 4关于地球上的物体随地球自转的角速度和线速度的大 小，下列说法中正确的是( ) A在赤道上的物体线速度最大 B在两极的物体线速度最大 C在赤道上的物体角速度最大 D在北京和天津的物体角速度一样 AD 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 5.两个小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做 圆周运动，如图所示，当小球1的速度为v1时，小球2的速度为 v2，则转轴O到小球2的距离为( ) B 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 6.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 n D从动轮的转速为 n BC 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 提高练 7.变速自行车靠变换齿轮组合来改 变行驶速度如图所示是某一变速自行 车的齿轮转动结构示意图，图中A轮有 48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有 12齿，则( ) A该车可变换两种不同的挡位