高中物理 第五章 第4节 圆周运动 新人教版必修2

1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修2 曲线运动曲线运动第五章第五章第四节圆第四节圆 周周 运运 动动 第五章第五章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课课 时时 作作 业业7易错案例剖析易错案例剖析6学习目标定位学习目标定位*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课堂情景切入课堂

2、情景切入月亮绕地球运动，地球绕太阳运动，这两个运动都可看成月亮绕地球运动，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？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。在一个宁静的夜晚。地球和月亮进行了下面的地球和月亮进行了下面的“对话对话”：地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1s要走要走29.79km，你绕我运动，你绕我运动1s才走才走1.02km。月亮说：不能这样说吧，你一年才绕一圈，我月亮说：不能这样说吧，你一年才绕一圈，我27.3天就绕天就绕了一圈，到底谁转得慢？了一圈，到底谁转得慢？地球说得对，还是月

3、亮说得对？地球说得对，还是月亮说得对？知识自主梳理知识自主梳理1线速度线速度(1)定义：线速度的大小等于质点通过的定义：线速度的大小等于质点通过的_与所用与所用_的比值。的比值。(2)定义式：定义式：v_。单位：米每秒。单位：米每秒(m/s)(3)意义：描述做圆周运动的物体意义：描述做圆周运动的物体_的快慢。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弧上该点的_方向。方向。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定

4、义：在圆周运动中，连接运动物体和圆心的半径转过的的_和所用和所用_的比值。的比值。(2)定义式：定义式：_。(3)意义：描述物体绕圆心意义：描述物体绕圆心_的快慢。的快慢。(4)单位：在国际单位制中，角速度的单位是单位：在国际单位制中，角速度的单位是_，符号为符号为rad/s。角度角度时间时间t转动转动弧度弧度/秒秒3周期周期(1)定义：做匀速圆周运动的物体，转过定义：做匀速圆周运动的物体，转过_所用的时所用的时间，叫做周期，用间，叫做周期，用T表示。表示。(2)单位：秒，符号单位：秒，符号s。4转速转速(1)定义：物体单位时间所转过的定义：物体单位时间所转过的_，常用符号，常用符号n表表示。

5、示。(2)单位：转每分、转每秒，符号单位：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，线速度的大小等于在圆周运动中，线速度的大小等于_与半径的与半径的乘积，关系式为乘积，关系式为v_。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r1定义定义线速度的大小线速度的大小_的圆周运动。的圆周运动。2特点特点(1)线速度大小处处相等，方向时刻变化，是一种线速度大小处处相等，方向时刻变化，是一种_运动。运动。(2)角速度角速度_。(3)转速、周期不变。转速、周期不变。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重点难点突破重点难点突破一、匀速圆周运动的

6、特点一、匀速圆周运动的特点1“变变”与与“不变不变”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；恒定不变，线速度是变化的；2性质性质匀速圆周运动中的匀速圆周运动中的“匀速匀速”不同于匀速直线运动中的不同于匀速直线运动中的“匀匀速速”，这里的，这里的“匀速匀速”是是“匀速率匀速率”的意思，匀速圆周运动是的意思，匀速圆周运动是变速运动。变速运动。二、匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、频率、转速二、匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、频率、转速的比较的比较在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐在一棵大树将要被伐倒的时

7、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伐木工人的经

8、验缺乏科学依据答案：答案：B特别提醒：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相同的量(线速度或角速度线速度或角速度)，再由描述圆周运动的各物理量间，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。的关系，确定其他各量间的关系。(山东师大附中山东师大附中20132014学年高一下学期期中学年高一下学期期中)自行车的自行车的大齿轮、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，如图所示。在自行车正常骑行时，下

9、列说法正确的是()AA、B两点的线速度大小相等两点的线速度大小相等BB、C两点的角速度大小相等两点的角速度大小相等CA、B两点的角速度与其半径成正比两点的角速度与其半径成正比DB、C两点的线速度与其半径成正比两点的线速度与其半径成正比答案：答案：ABD考点题型设计考点题型设计描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量如图所示，由如图所示，由于地球自转，地球上的一切物体都随地球一于地球自转，地球上的一切物体都随地球一起转动，现有起转动，现有A、B两人，两人，A在赤道上，在赤道上，B在北在北纬纬60处，处，A、B两人的角速度、线速度分别两人的角速度、线速度分别是多少？是多少？(地球半径地球半径R64

10、00km)解析：解析：A、B两人随地球自转，做圆周运动的周期相同，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。置及轨道半径不同。答案：答案：AB105rad/svAvB点评：确定物体的角速度和线速度的大小，首先应确定物点评：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。到各物理量之间的相互关系。答案：答案：1 12 7201 18 1296皮带皮

11、带(或齿轮或齿轮)传动问题传动问题(成都市六校协作体高一检测成都市六校协作体高一检测)如如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘的上一是它边缘的上一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为，小轮的半径为2r，b点在点在小轮上，到小轮中心的距离为小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和点和d点分别位于小轮和大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，则轮的边缘上，若在转动过程中，皮带不打滑，则()Aa点与点与b点的线速度大小相等点的线速度大小相等Ba点与点与b点的角速度大小相等点的角速度大小相等Ca

12、点与点与c点的线速度大小相等点的线速度大小相等Da点与点与d点的线速度大小相等点的线速度大小相等解析：解析：左、右两轮通过皮带传动，在皮带不打滑的前提左、右两轮通过皮带传动，在皮带不打滑的前提下，下，a、c两点的线速度大小相等，两点的线速度大小相等，b、c、d三点的角速度大小三点的角速度大小相等，即相等，即vavc，bcd由由vr可得：可得：vbr，vc2r，vd4r显然显然vdvcvb，则，则vdvavb又又vara，vbrb，则则ab，A、B、D三项错误，三项错误，C项正确。项正确。答案：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，解点评：此类问题为描述圆周运动的各物理量间的关

13、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。动等，这类问题常用比例关系求解。(襄阳市四校襄阳市四校20142015学年高一下学期期中联考学年高一下学期期中联考)某变速某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r

14、3，若甲轮的角速度为，若甲轮的角速度为，则丙轮边缘上某点的角速度为，则丙轮边缘上某点的角速度为()答案：答案：A开放开放探究探究 小明同学每天骑自行车上学，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，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。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设不间断地蹬即无滑行行)；测量自行车下列相关数据：脚蹬板到牙盘中心的距离；测量自行车下列相关数据：脚蹬板到牙盘中心

15、的距离R1，牙盘半径，牙盘半径R2，飞轮半径，飞轮半径R3，车后轮半径，车后轮半径R4，如图所示。请，如图所示。请你推导出估算距离你推导出估算距离s的公式。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。养。拍苍蝇与物理有关。市场上出售的蝇拍拍苍蝇与物理有关。市场上出售的蝇拍(如图所示如图所示)把长约把长约30cm，拍

16、头长，拍头长12cm、宽、宽10cm，这种拍的使用效果往往不好，这种拍的使用效果往往不好，拍未到，蝇已飞。有人将拍把增长到拍未到，蝇已飞。有人将拍把增长到60cm，结果是打一个准，结果是打一个准一个，你能解释其原因吗？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。由击中，而人转动手腕的角速度是有限的。由vr知，当增大知，当增大转动半径转动半径(即拍把长即拍把长)时，如由时，如由30cm增大到增大到60cm，则拍头速度增，则拍头速度增大为原来的大为原来的2倍，此时，苍蝇就难以逃生了。倍，此时，苍