2020物理新素养同步人教必修二课件： 第五章　曲线运动 第4节

1、物理 必修必修人教版人教版 第五章 曲线运动曲线运动 第四节圆周运动第四节圆周运动 素养目标定位 知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动 掌握匀速圆周运动的线速度和角速度掌握匀速圆周运动的线速度和角速度 掌握线速度和角速度的关系掌握线速度和角速度的关系 素养思维脉络 1 1课前预习反馈课前预习反馈 2 2课内互动探究课内互动探究 3 3核心素养提升核心素养提升 4 4课内课堂达标课内课堂达标 5 5课后课时作业课后课时作业 课前预习反馈课前预习反馈 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/

2、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。 知识点知识点 1描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量 弧长弧长s时间时间t 运动运动 切线切线 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。 角度角度 时间时间t 转动转动 弧度弧度/秒秒 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

3、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。 一周一周 圈数圈数 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_。 知识点知识点 2线速度与角速度的关系线速度与角速度的关系 角速度大小角速度大小 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。 知识点知识点 3匀速圆周运动匀速圆周运动 处处相等处处相等 变速变速 不变不变 判一判 (1)匀速圆周运动是一种匀速运动。() (2)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相

4、同。( ) (3)做匀速圆周运动的物体，其合外力不为零。() (4)做匀速圆周运动的物体，其线速度不变。() (5)做匀速圆周运动的物体，其角速度不变。() (6)做匀速圆周运动的物体，转速越大，角速度越大。 ( ) 辨析思考辨析思考 选一选 (多选)某老师在做竖直面内圆周运动快慢的 实验研究，并给运动小球拍了频闪照片， 如图所示(小球相邻影像间的时间间隔相等) ，小球在最高点和最低点的运动快慢比较 ，下列说法中正确的是() A该小球所做的运动不是匀速圆周运动该小球所做的运动不是匀速圆周运动 B最高点附近小球相邻影像间弧长短，线速度小，运动较慢最高点附近小球相邻影像间弧长短，线速度小，运动较慢

5、 C最低点附近小球相邻影像间圆心角大，角速度大，运动较快最低点附近小球相邻影像间圆心角大，角速度大，运动较快 D小球在相邻影像间运动时间间隔相等，最高点与最低点运动一样快小球在相邻影像间运动时间间隔相等，最高点与最低点运动一样快 ABC 解析：由所给频闪照片可知，在最高点附近，像间弧长较 小，表明最高点附近的线速度较小，运动较慢；在最低点 附近，像间弧长较大，对应相同时间内通过的圆心角较大 ，故角速度较大，运动较快，A、B、C选项正确，D选项 不正确。 想一想 拍苍蝇与物理有关。市场上出售的蝇 拍(如图所示)把长约30 cm，拍头长12 cm、宽10 cm，这种拍的使用效果往 往不好，拍未到，

6、蝇已飞。有人将拍 把增长到60 cm，结果是打一个准一个 ，你能解释其原因吗？ 答案：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。由手腕的角速度是有限的。由vr知，当增大转动半径知，当增大转动半径(即拍把长即拍把长)时，如由时，如由30 cm增大到增大到60 cm，则拍头速度增大为原来的，则拍头速度增大为原来的2倍，此时，苍蝇就难以逃生了。倍，此时，苍蝇就难以逃生了。 课内互动探究课内互动探究 探究一描述圆周运动的物理量及其关系探究一描述圆周运动的物理量及其关系 月球绕地球运动，地球绕太阳运动

7、，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？请看下面 地球和月球的“对话”。 地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1 s要走29.79 km，你绕我运动1 s才走1.02 km。 月球说；不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3 天就能绕你转一圈，到底谁转得慢？请问：地球说得对， 还是月球说得对？ 1 提示：地球和月球说的均是片面的，它们选择描述圆周运 动快慢的标准不同。严格来说地球绕太阳运动的线速度比 月球绕地球运动的线速度大，而月球绕地球转动的角速度 比地球绕太阳转动的角度速度大。 1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

8、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。 2匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、频率、转速 的比较 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R6 400 km) 典例典例 1 解题指导：解题指导：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

9、后找到各物理量之间的相互关周运动的圆心、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。系。 答案：AB7.3105rad/svA467.2 m/svB 233.6 m/s 对点训练1如图所示，如果把钟表上的时针、分针 、秒针看成匀速转动，那么它们的角速度之比为时 分 秒_；设时针、分针、秒针的长度之 比为1 1.5 1.8，那么三个指针尖端的线速度大小之比 为v时 v分 v秒_。 1 12 720 1 18 1 296 探究二常见的三种传动装置及其特点探究二常见的三种传动装置及其特点 如图为一辆自行车传动装置的结构图，观察自行车是怎样 用链条传动来驱动后轮前进的，请思考： 2 (1

10、)同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度、角速度是 否相同？ (2)两个齿轮相比较，其边缘的线速度是否相同？角速度是 否相同，转速是否相同？ 提示：(1)线速度不同，角速度相同 (2)线速度相同，角速度不同，转速不同 三种传动装置及其特点 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。 (2019河南省洛阳市高一下学期检测)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

11、 小轮和大轮的边缘上，若在转动过程中，皮带不打滑，则 () Aa点与b点的线速度大小相等 Ba点与b点的角速度大小相等 Ca点与c点的线速度大小相等 Da点与d点的线速度大小相等 C 典例典例 2 解题指导：在分析传动装置中各物理量间的关系时，要牢 记下面的两个关系：(1)靠皮带、齿轮或摩擦传动的轮子， 在不打滑的情况下，轮子边缘上各点的线速度大小相等， 角速度则与半径成反比；(2)同一轮子或同轴传动的轮子上 各点运动的角速度、转速n和周期T均相等，线速度则与 半径成正比。 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v

12、avc，bcd 由vr可得：vbr，vc2r，vd4r 显然vdvcvb，则vdvavb 又vara，vbrb， 则ab，A、B、D三项错误，C项正确。 对点训练2(多选)(2018江苏省苏州市高一上学期 期末)明代出版的天工开物一书中就有牛力齿轮翻车 的图画(如图所示)，记录了我们祖先的劳动智慧，若A、B 、C三齿轮半径的大小关系如图(rArBrC)，则( ) A线速度vAvBvC B线速度vA vB vC C角速度AC AC 解析：齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等， 故vAvB，因为半径关系为rArB，根据公式vr可知，A 的角速度小于B的角速度，即AB; B与C是同轴传动， 角

13、速度相等，即CB，所以角速度关系为：AB C，故C正确，D错误；B、C两轮角速度相等。根据公式 vr可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大，即 vCvB，结合以上可得：vCvBvA，故A正确，B错误。 核心素养提升核心素养提升 1分析多解原因：匀速圆周运动具有周期性，使得前一 个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生，这就 要求我们在确定做匀速圆周运动物体的运动时间时，必须 把各种可能都考虑进去。 匀速圆周运动的多解问题处理方法匀速圆周运动的多解问题处理方法 2确定处理方法： (1)抓住联系点：明确两个物体参与运动的性质和求解的问 题，两个物体参与的两个运动虽然独立进行，但一定有联 系点，其联系点一般是时间或位移等，抓住两运动的联系 点是解题关键。 (2)先特殊后一般：分析