高中物理 第五章 第4节 圆周运动课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 曲线运动 第五章 第四节圆周运动 第五章 月亮绕地球运动 地球绕太阳运动 这两个运动都可看成是圆周运动 怎样比较这两个圆周运动的快慢 在一个宁静的夜晚 地球和月亮进行了下面的 对话 地球说 你怎么走得这么慢 我绕太阳运动1s要走29 79km 你绕我运动1s才走1 02km 月亮说 不能这样说吧 你一年才绕一圈 我27 3天就绕了一圈 到底谁转得慢 地球说得对 还是月亮说得对 1 线速度 1 定义 线速度的大小等于质点通过的 与所用 的比值 2 定义式 v 单位 米每秒 m s 3 意义 描述做圆周运动的物体 的快慢 4 方向 物体在某一时刻或某一位置的线速度方向就是圆弧上该点的 方向 描述圆周运动的物理量 弧长 s 时间 t 运动 切线 2 角速度 1 定义 在圆周运动中 连接运动物体和圆心的半径转过的 和所用 的比值 2 定义式 3 意义 描述物体绕圆心 的快慢 4 单位 在国际单位制中 角速度的单位是 符号为rad s 角度 时间 t 转动 弧度 秒 3 周期 1 定义 做匀速圆周运动的物体 转过 所用的时间 叫做周期 用t表示 2 单位 秒 符号s 4 转速 1 定义 物体单位时间所转过的 常用符号n表示 2 单位 转每分 转每秒 符号r min r s 一周 圈数 在圆周运动中 线速度的大小等于 与半径的乘积 关系式为v 线速度与角速度的关系 角速度大小 r 1 定义线速度的大小 的圆周运动 2 特点 1 线速度大小处处相等 方向时刻变化 是一种 运动 2 角速度 3 转速 周期不变 匀速圆周运动 处处相等 变速 不变 一 匀速圆周运动的特点1 变 与 不变 描述匀速圆周运动的四个物理量中 角速度 周期和转速恒定不变 线速度是变化的 2 性质匀速圆周运动中的 匀速 不同于匀速直线运动中的 匀速 这里的 匀速 是 匀速率 的意思 匀速圆周运动是变速运动 二 匀速圆周运动的线速度 角速度 周期 频率 转速的比较 在一棵大树将要被伐倒的时候 有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢 根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下 从而避免被倒下的大树砸伤 从物理知识的角度来解释 以下说法正确的是 a 树木开始倒下时 树梢的角速度较大 易于判断b 树木开始倒下时 树梢的线速度最大 易于判断c 树木开始倒下时 树梢的周期较大 易于判断d 伐木工人的经验缺乏科学依据答案 b 特别提醒 在处理传动装置中各物理量间的关系时 关键是确定其相同的量 线速度或角速度 再由描述圆周运动的各物理量间的关系 确定其他各量间的关系 山东师大附中2013 2014学年高一下学期期中 自行车的大齿轮 小齿轮 后轮的半径不一样 它的边缘有三个点a b c 如图所示 在自行车正常骑行时 下列说法正确的是 a a b两点的线速度大小相等b b c两点的角速度大小相等c a b两点的角速度与其半径成正比d b c两点的线速度与其半径成正比答案 abd 描述圆周运动的物理量 如图所示 由于地球自转 地球上的一切物体都随地球一起转动 现有a b两人 a在赤道上 b在北纬60 处 a b两人的角速度 线速度分别是多少 地球半径r 6400km 解析 a b两人随地球自转 做圆周运动的周期相同 均等于地球自转的周期 但两人做圆周运动的圆周 圆心的位置及轨道半径不同 答案 a b 7 3 10 5rad sva 467 2m svb 233 6m s 点评 确定物体的角速度和线速度的大小 首先应确定物体做匀速圆周运动的圆心 半径 运动的平面及轨迹 然后找到各物理量之间的相互关系 答案 1 12 7201 18 1296 皮带 或齿轮 传动问题 成都市六校协作体高一检测 如图所示为一皮带传动装置 右轮的半径为r a是它边缘的上一点 左侧是一轮轴 大轮的半径为4r 小轮的半径为2r b点在小轮上 到小轮中心的距离为r c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上 若在转动过程中 皮带不打滑 则 a a点与b点的线速度大小相等b a点与b点的角速度大小相等c a点与c点的线速度大小相等d a点与d点的线速度大小相等 解析 左 右两轮通过皮带传动 在皮带不打滑的前提下 a c两点的线速度大小相等 b c d三点的角速度大小相等 即va vc b c d由v r 可得 vb r vc 2r vd 4r 显然vd vc vb 则vd va vb又va r a vb r b 则 a b a b d三项错误 c项正确 答案 c 点评 此类问题为描述圆周运动的各物理量间的关系 解决此类问题的关键是熟练掌握公式 抓住相同量 皮带传动不打滑时 两轮边缘各点具有相同的线速度 同一转轴的轮上的所有点具有相同的角速度 与此类似的还有摩擦传动 齿轮传动等 这类问题常用比例关系求解 襄阳市四校2014 2015学年高一下学期期中联考 某变速箱中有甲 乙 丙三个齿轮 如图所示 其半径分别为r1 r2 r3 若甲轮的角速度为 则丙轮边缘上某点的角速度为 答案 a 开放 探究 小明同学每天骑自行车上学 他想利用自行车估测他家到学校的距离 他做了如下的工作 就估测出了他家到学校的距离s 数出从家门口骑自行车到学校门口的过程中某一只脚蹬蹬过的圈数n 设不间断地蹬即无滑行 测量自行车下列相关数据 脚蹬板到牙盘中心的距离r1 牙盘半径r2 飞轮半径r3 车后轮半径r4 如图所示 请你推导出估算距离s的公式 点评 该题从生活情景和技术应用出发 要求熟练掌握线速度 角速度 转速的概念 同时要求在这个基础上进行具体实验设计 体现出思维的开放性和对解决实际问题的能力的培养 拍苍蝇与物理有关 市场上出售的蝇拍 如图所示 把长约30cm 拍头长12cm 宽10cm 这种拍的使用效果往往不好 拍未到 蝇已飞 有人将拍把增长到60cm 结果是打一个准一个 你能解释其原因吗 答案 苍蝇的反应很灵敏 只有拍头的速度足够大时才能击中 而人转动手腕的角速度是有限的 由v r知 当增大转动半径 即拍把长 时 如由30cm增大到60cm 则拍头速度增大为原来的2倍 此时 苍蝇