（浙江专用）2018-2019学年高中物理 第五章 曲线运动 4 圆周运动课件 新人教版必修2.ppt

4圆周运动,第五章曲线运动,内容索引,自主预习预习新知夯实基础,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,一、线速度1.定义：物体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：沿着圆周运动，并且线速度大小的运动.(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,相切,垂直,处处相等,变化,变速,二、角速度1.定义：连接物体与圆心的半径转过的与转过这一所用时间的比值，_.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,角度,转动,弧长,半径,rad,rad/s,s1,三、周期和转速1.周期T：做圆周运动的物体转过一周所用的，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、线速度与角速度的关系1.在圆周运动中，线速度的大小等于与的乘积.2.公式：v.,时间,秒(s),圈数,转每秒(r/s),转每分(r/min),角速度大小,半径,r,答案,即学即用1.判断下列说法的正误.(1)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同.()(2)做匀速圆周运动的物体，其合外力不为零.()(3)做匀速圆周运动的物体，其线速度不变.()(4)做匀速圆周运动的物体，其角速度大小不变.()(5)做匀速圆周运动的物体，周期越大，角速度越小.(),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之比sAsB23，转过的圆心角之比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,一、线速度和匀速圆周运动,如图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？,答案,答案两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向.,(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B运动的方向时刻变化，故B做非匀速运动.,导学探究,答案,(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点运动得快.,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.,知识深化,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.(2)匀速的含义：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B.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D.由于质点做匀速圆周运动，其在相同时间内通过的位移相同,答案,二、角速度、周期和转速,导学探究,如图所示，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、时针它们转动的快慢相同吗？如何比较它们转动的快慢？,答案不相同.根据角速度公式知，在相同的时间内，秒针转过的角度最大，时针转过的角度最小，所以秒针转得最快.,(2)秒针、分针和时针的周期分别是多大？,答案秒针周期为60s，分针周期为60min，时针周期为12h.,答案,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.(2)角速度的大小：，代表在时间t内物体与圆心的连线转过的角度.(3)在匀速圆周运动中，角速度大小不变，是恒量.,知识深化,2.对周期和频率(转速)的理解(1)周期描述了匀速圆周运动的一个重要特点时间周期性.其具体含义是，描述匀速圆周运动的一些变化的物理量时，每经过一个周期，大小和方向与初始时刻完全相同，如线速度等.(2)当单位时间取1s时，fn.频率和转速对匀速圆周运动来说在数值上是相等的，但频率具有更广泛的意义，两者的单位也不相同.3.周期、频率和转速间的关系：.,例2一精准转动的机械钟表，下列说法正确的是A.秒针转动的周期最长B.时针转动的转速最大C.秒针转动的角速度最小D.秒针的角速度为rad/s,答案,解析,解析秒针转动的周期最短，角速度最大，A、C错误；时针转动的周期最长，转速最小，B错误；,三、描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系,1.描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系,2.描述匀速圆周运动的各物理量之间关系的理解(1)角速度、周期、转速之间关系的理解：物体做匀速圆周运动时，由2n知，角速度、周期、转速三个物理量，只要其中一个物理量确定了，其余两个物理量也确定了.(2)线速度与角速度之间关系的理解：由vr知，r一定时，v；v一定时，；一定时，vr.,答案,解析,答案10m/s,例3做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为20m的圆周运动100m，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0.5rad/s,(2)角速度的大小；,(3)周期的大小.,答案4s,针对训练1(2018温州市新力量联盟高一第二学期期中联考)机械鼠标的正反面如图1所示，鼠标中定位球的直径是2.0cm，如果将鼠标沿直线匀速拖移12cm需要1s，则定位球的角速度为,答案,解析,图1,r1.0cm0.01m,四、同轴转动和皮带传动问题,导学探究,如图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.,答案,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.,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.,答案同轴转动时，在相同的时间内，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(2018温州市六校协作体期中联考)某新型自行车，采用如图2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三点的距离分别记为rA、rB和rC(rArBrC).下列有关物理量大小关系正确的是,图2,答案,解析,解析B点与C点的线速度相等，由于rBrC，所以BC，故A错误；,针对训练2如图3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,答案,解析,A.角速度之比为212B.角速度之比为112C.线速度大小之比为122D.线速度大小之比为112,图3,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.a、b比较：vavb由vr得：abrBrA12b、c比较：bc由vr得：vbvcrBrC12所以abc122vavbvc112，故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；(2)链条和链条连接的轮子边缘线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等，而角速度与半径r成反比.,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,解析,1,2,3,4,5,解析由题意知v4m/s，T2s，根据角速度与周期的关系可知rad/s3.14rad/s.由线速度与角速度的关系vr得r1.27m.由v2nr得转速n0.5r/s.又由频率与周期的关系得f0.5Hz.故A错误，符合题意.,2.(圆周运动各物理量的关系)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，下列说法中不正确的是A.角速度为0.5rad/sB.转速为0.5r/sC.运动轨迹的半径约为1.27mD.频率为0.5Hz,答案,解析,1,2,3,4,5,3.(同轴转动问题)(2016浙江10月选考科目考试)在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞蹈演员保持如图4所示姿式原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为A、B，线速度大小分别为vA、vB，则,答案,解析,图4,A.ABC.vAvB,解析由于A、B两处在人自转的过程中周期一样，所以根据可知，A、B两处的角速度一样，所以A、B选项错误.根据vr可知A处转动半径大，所以A处的线速度大，选项D正确，选项C错误.,1,2,3,4,5,4.(传动问题)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,图5,A.甲、乙两轮的角速度之比为13B.甲、乙两轮的周期之比为31C.甲、乙两轮边缘处的线速度之比为31D.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,1,2,3,4,5,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；,根据vr可知，又甲、乙两个轮子的半径之比r1r213，故甲、乙两轮的角速度之比12r2