（教材全解）高中物理 第5章 第4节 圆周运动备课资料素材库 新人教版必修2.doc

（教材全解）2013-2014学年高中物理 第5章 第4节 圆周运动备课资料素材库 新人教版必修2广东教育版1.对于做匀速圆周运动的物体，下面的说法是否正确？为什么？（1）速度不变。（2）速度的大小不变。（3）角速度不变。（4）周期不变。解答：（1）错误：匀速圆周运动只是线速度大小不变，但方向变。（2）正确。（3）正确。（4）正确。图5-4-202.如图5-4-20为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑。试比较轮上a、b、c三点的线速度、角速度大小。解析：a、b是同一皮带轮上的两点，则va=vb,a、c共轴转动，a=c,因rarc,由v=r,可判定：va=vbvc,a=cvc a=cb3.在如图5-4-21所示的时钟中，秒针、分针和时针的转动周期分别是多少？角速度又是多少？在图中标出秒针的尖端经过“3”、“6”、“9”、“12”时刻的速度方向。如果要知道秒针、分针和时针尖端处的线速度大小，还需要知道什么物理量？算一算你家中的时钟或你自己的指针式手表各指针尖端处的线速度大小。 图5-4-21 图5-4-22图5-4-23解答：各指针均沿顺时针方向做匀速圆周运动，各针端线速度方向如图5-4-22所示，因各指针做圆周运动周期已知：如t时12 h，t分1 h，t秒160 h,故只需再测出各指针长度即可测出各指针尖端处线速度的大小。4.某种变速自行车，有六个飞轮和三个链轮如图5-4-23所示，链轮和飞轮的齿数如下表所示，前后轮直径为660 mm，人骑自行车前进的速度为4 m/s时，求脚踏板做圆周运动的最小角速度。名称链轮飞轮齿轮个数 n/个483828141618212428 解析：链轮和后轮线速度相等，由v=r可知，当链轮个数最多，飞轮个数最少时，脚踏板有最小角速度，此情况下，链轮与后轮半径之比r1r2=4814=247当v=4 m/s时，由v=2r3,得2=40.66 rad/s又v1=v2，即1r1=2r2。得1=40.66724rad/s1.77 rad/s。答案：1.77 rad/s山东科技版1.在匀速圆周运动中，保持不变的物理量是（ ） a.速度b.速率c.角速度d.周期解析：匀速圆周运动的线速度大小，即速率，角速度、周期不变，但线速度方向变。答案：bcd图5-4-242.图5-4-24是自行车转动装置示意图。右轮的半径为r,a是它边缘上的一点。左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（ ）a.a点与b点的线速度大小相等b.a点与d点的角速度大小相等c.a点与c点的线速度大小相等d.b点与d点的周期大小相等解析：由题意：a、c为同一皮带轮上的两点，则va=vc, b、c、d三点绕同一轴转动，角速度相等，则b=c=d。又rarbrcrd=1124,v=r则vavbvcvd=2124abcd=2111。故选项c、d正确。图5-4-25答案：cd3.做匀速圆周运动的飞机，运动半径为3 000 m，线速度为150 m/s,则周期为 ，角速度为 。解答：由v=2rt得,t=2rv=23 000150 s=40 s由=2t得,=240 s=0.05 s。4.图5-4-25是地球绕轴自转的示意图。设地球上任意两点a、b的纬度分别是1和2，试分别求出这两点的线速度之比和角速度之比。解答：a、b同轴转动，则ab,a、b两点的圆周半径之比rarb=（rcos 1)（rcos 2)=cos 1cos 2。由v=r知,vavb=rarb=cos 1cos 2。教育科学版1.地球绕太阳公转的运动可以近似地看做匀速圆周运动。地球距太阳约1.5108 km，地球绕太阳公转的角速度是多大？线速度是多大？解析：地球绕太阳的公转周期t365天3.153 6107 s。则地球绕太阳的公转角速度=2t=2.010-7 rad/s。线速度v=r=30 km/s。答案：210-7 rad/s 30 km/s2.一台准确走动的钟表上的时针、分针、秒针的长度之比为233，试求三针的角速度之比和三针尖的线速度之比。解析：已知t时12 h，t分1 h，t秒160 h,由=2t知，时分秒112720由v=r得v时v分v秒（12）（123）（3720）1181 080。答案：112720 1181 0803.如图5-4-26所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的。设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2和r3，在它们的边缘分别取一点a、b、c。设a点的线速度大小为v，求b点和c点的线速度大小和角速度。图5-4-26解析：由v=r且va=vb,b=c。知：vb=v,vc=r3r2v;b=vr2,c=r3vr2r3=vr3。答案：vb=v,vc=r3vr2,b=vr2,c=vr3补充材料圆周运动与其他运动的综合问题图5-4-27圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解问题。有些题目会涉及圆周运动和平抛运动这两种不同的运动,这两种不同运动规律在解决同一问题时,必然有一个物理量在起桥梁作用,把两种不同运动联系起来,这一物理量常常是“时间”。1.圆周运动和匀速直线运动的综合例1 如图5-4-27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5-4-27所示为截面）。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和bo夹角为,求子弹的速度；若没有转不到半周限制，子弹的速度可能为多少？解析：（1)由题意知，子弹应从a点射入圆筒，从b点射出，设子弹沿直径通过距离d的过程用时为t，则t=-,所以子弹的速度v=dt=d-。（2）若没有条件限制，则有：2k+-=dv得v=d2k+-（k=0,1,2)答案：（1）d- （2)d2k+-（k=0,1,2)2.圆周运动与平抛运动的综合例2 如图5-4-28所示,半径为r的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动,当半径ob转到某一方向时,在圆板中心正上方h处以平行于ob方向水平抛出一小球,小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时,小球与圆板只碰一次,且相碰点为b?图5-4-28解析：小球的运动时间t=2hg 则小球的抛出速度v=rt由题意知,圆板转动的角速度=2kt=2kg2h （k=1,2,3,）答案：v=rt =2kg2h （k=1,2,3,）图5-4-29例3 如图5-4-29所示，一把雨伞，圆形伞面的半径为r，伞面边缘距地面的高度为h，以角速度旋转这把雨伞，问伞面边缘上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圆的半径r多大？解析：水滴从伞面边缘甩出去以后做平抛运动。水滴的线速度即等于水滴甩出时的水