物理必修ⅱ粤教版《匀速圆周运动》课件

1、2345678910111213一、描述圆周运动的各物理量的意义及其之间的关系一、描述圆周运动的各物理量的意义及其之间的关系 141.1.数值关系数值关系152.2.意义区别意义区别(1)(1)线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快慢，但它们描述的角度不同，线速度慢，但它们描述的角度不同，线速度v v描述质点运动的快描述质点运动的快慢，而角速度慢，而角速度、周期、周期T T、转速、转速n n描述质点转动的快慢描述质点转动的快慢. .(2)(2)要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是不够的

2、不够的, ,线速度侧重于描述通过弧长快慢的程度线速度侧重于描述通过弧长快慢的程度, ,角速度角速度侧重于描述质点转过角度快慢的程度侧重于描述质点转过角度快慢的程度. .16 (1) (1)由由v=rv=r知，匀速圆周运动的角速度知，匀速圆周运动的角速度大，它的线速度不一定大，即绕圆心转动快的物体沿圆大，它的线速度不一定大，即绕圆心转动快的物体沿圆周运动得不一定快周运动得不一定快. .(2)(2)讨论讨论v v、r r三者间关系时，先确保一个量不变，再三者间关系时，先确保一个量不变，再确定另外两个量间的正、反比关系确定另外两个量间的正、反比关系. .17【典例典例1 1】(2010(2010全国

3、高考全国高考)图甲是利用激光测转速的图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料有一小段涂有很薄的反光材料. .当盘转到某一位置时，接当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来( (如如图乙所示图乙所示).).18(1)(1)若图乙中示波器显示屏横向的每大格若图乙中示波器显示屏横向的每大格(5(5小格小格) )对应的对应的时间为时

4、间为5.005.001010-2-2 s s ，则圆盘的转速为，则圆盘的转速为_转转/s.(/s.(保留保留3 3位有效数字位有效数字) )(2)(2)若测得圆盘直径为若测得圆盘直径为10.20 cm10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为涂层的长度为_cm.(_cm.(保留保留3 3位有效数字位有效数字) )19 【解题指导解题指导】求解该题应把握以下三点：求解该题应把握以下三点：20【标准解答标准解答】(1)(1)从图乙可知圆盘转一圈的时间在横坐标上从图乙可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示显示2222格，由题意知图乙中横坐标上每格表示格，由题意知图乙中横坐标

5、上每格表示1.001.001010-2-2 s s，所以圆盘转动的周期是所以圆盘转动的周期是0.22 s0.22 s，则转速为，则转速为4.554.55转转/s./s.(2)(2)反光引起的电流图象在图乙中横坐标上每次一格，说明反光引起的电流图象在图乙中横坐标上每次一格，说明反光涂层反射光信号的时间间隔为反光涂层反射光信号的时间间隔为t=1.00t=1.001010-2-2 s s，而圆，而圆盘边缘的线速度大小为盘边缘的线速度大小为 所以圆盘边缘反光涂层的长所以圆盘边缘反光涂层的长度度答案：答案：(1)4.55 (2)1.46(1)4.55 (2)1.462 rvT,22 3 14 10 20

6、vt1 00 10 cm1 46 cm0 222.l21【规律方法规律方法】匀速圆周运动的特点匀速圆周运动的特点(1)(1)“变变”与与“不变不变”：描述匀速圆周运动的四个物理量：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；中，角速度、周期和转速恒定不变，线速度是变化的；(2)(2)性质：匀速圆周运动中的性质：匀速圆周运动中的“匀速匀速”不同于匀速直线运不同于匀速直线运动中的动中的“匀速匀速”，这里的，这里的“匀速匀速”是是“匀速率匀速率”的意思，的意思，匀速圆周运动是变速运动匀速圆周运动是变速运动. .22【变式训练变式训练】关于做匀速圆周运动的物体的线速度、

7、角关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是速度、周期的关系，下面说法中正确的是( )( )A.A.线速度大的角速度一定大线速度大的角速度一定大B.B.线速度大的周期一定小线速度大的周期一定小C.C.角速度大的半径一定小角速度大的半径一定小D.D.角速度大的周期一定小角速度大的周期一定小23【解析解析】选选D.D.由由v=rv=r知，知，r r一定时，一定时，v v与与成正比；成正比；v v一定一定时，时，与与r r成反比，故成反比，故A A、C C均错均错. .由由 知，知， r r一定时，一定时，v v越大越大,T,T越小，越小，B B错错. .而由而由 可知

8、，可知，越大，越大，T T越小，故越小，故D D对对. .2 rvT2T 24二、常见传动装置及其特点二、常见传动装置及其特点 251.1.同轴转动同轴转动A A点和点和B B点在同轴的一个圆盘上，如图，圆点在同轴的一个圆盘上，如图，圆盘转动时，它们的角速度、周期相同：盘转动时，它们的角速度、周期相同：A A=B B,T,TA A=T=TB B. .线速度与圆周半径成正比，线速度与圆周半径成正比，ABvrvR.262.2.皮带传动皮带传动A A点和点和B B点分别是两个轮子边缘的点，两个轮子用皮带连起点分别是两个轮子边缘的点，两个轮子用皮带连起来，并且皮带不打滑来，并且皮带不打滑. .如图，轮

9、子转动时，它们的线速度大如图，轮子转动时，它们的线速度大小相同：小相同：v vA A=v=vB B，周期与半径成正比，角速度与半径成反比：，周期与半径成正比，角速度与半径成反比： 并且转动方向相同并且转动方向相同. .AABBTrRR Tr,.273.3.齿轮传动齿轮传动A A点和点和B B点分别是两个齿轮边缘上的点，点分别是两个齿轮边缘上的点，两个齿轮轮齿啮合两个齿轮轮齿啮合. .如图，齿轮转动如图，齿轮转动时，它们的线速度、角速度、周期存时，它们的线速度、角速度、周期存在以下定量关系：在以下定量关系：v vA A=v=vB B, , A A、B B两点转动方向相反两点转动方向相反. .A1

10、A2B2B1TrrTrr,.28 在处理传动装置中各物理量间的关系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时，关键是确定其相同的量( (线速度或角速度线速度或角速度) )，再由描，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述圆周运动的各物理量间的关系，确定其他各量间的关系系. .29【典例典例2 2】( (双选双选) )如图所示皮带传动装置，主动轴如图所示皮带传动装置，主动轴O O1 1上有上有两两个半径分别为个半径分别为R R和和r r的轮，的轮，O O2 2上的轮半径为上的轮半径为rr，已知，已知R=2rR=2r， 设皮带不打滑，则设皮带不打滑，则( )( )A

11、.A.A AB B=11 B.v=11 B.vA AvvB B=11=11C.C.B BC C=11 D.v=11 D.vB BvvC C=11=112rR3, 30 【解题指导解题指导】解答本题可按以下流程分析：解答本题可按以下流程分析：31【标准解答标准解答】选选A A、D.AD.A、B B分别是同一转轴上两个轮子边分别是同一转轴上两个轮子边缘上的点，它们的角速度相同，缘上的点，它们的角速度相同，A A对；由对；由v=rv=r得，得，v vA AvvB B= =rR=12,BrR=12,B错；错；B B、C C为与皮带相连的两轮子边缘上的点，为与皮带相连的两轮子边缘上的点，它们的线速度大小

12、相等，故它们的线速度大小相等，故D D对；由对；由v=rv=r得，得，B BC C= = rR=23,CrR=23,C错错. .32【规律方法规律方法】求解传动问题的基本思路求解传动问题的基本思路(1)(1)首先确定传动装置上大小相同的量：同轮或同轴不同轮首先确定传动装置上大小相同的量：同轮或同轴不同轮上各点的角速度、周期、转速相同；与皮带相连的或直接上各点的角速度、周期、转速相同；与皮带相连的或直接接触的轮子边缘的线速度大小相同接触的轮子边缘的线速度大小相同. .(2)(2)通过各物理量间的关系式结合已知的量的关系确定其他通过各物理量间的关系式结合已知的量的关系确定其他未知的关系，常用的关系

13、式为：未知的关系，常用的关系式为： v=r,v= =2rv=r,v= =2rf,= =2f,= =2n.n.2 rT2T33【互动探究互动探究】求例题中的求例题中的A A、C C两点的线速度及角速度之两点的线速度及角速度之比比. .【解析解析】A A、B B两点的角速度相同，故两点的角速度相同，故A AC C=B BC C=rR=23=rR=23B B、C C两点的线速度大小相等，故两点的线速度大小相等，故v vA AvvC C=v=vA AvvB B=rR=12=rR=12答案：答案：12 2312 2334 【变式备选变式备选】(2011(2011临沂高一临沂高一检测检测) )如图所示如图

14、所示,A,A、B B是两个摩擦传动是两个摩擦传动的靠背轮，的靠背轮，A A是主动轮，是主动轮，B B是从动轮，是从动轮，它们的半径它们的半径R RA A=2R=2RB B,a,a和和b b两点在轮的两点在轮的边缘，边缘，c c和和d d在各轮半径的中点，下列判断正确的有在各轮半径的中点，下列判断正确的有( )( )A.vA.va a=2v=2vb b B. B.b b=2=2a aC.vC.vc c=v=va a D. D.b b=c c35【解析解析】选选B.AB.A、B B两轮边缘上各点的线速度大小相等，两轮边缘上各点的线速度大小相等，v va a=v=vb b，A A错误；由错误；由 得

15、得 即即b b=2=2a a,B,B正确；正确；a a、c c两点在同一轮上，具有相同的角速两点在同一轮上，具有相同的角速度，即度，即a a=c c= = b b，D D错误；由错误；由v=rv=r得得即即v va a=2v=2vc c，C C错误错误. .vr aabbbavR111vR122,12aaccvR2vR1,36【典例典例】如图所示，在同一竖直平面内有如图所示，在同一竖直平面内有A A、B B两物体，两物体，A A物体从物体从a a点起，以角速度点起，以角速度沿顺时针方向做半径为沿顺时针方向做半径为R R的匀的匀速圆周运动，同时速圆周运动，同时B B物体从圆心物体从圆心O O点自

16、由下落，若要点自由下落，若要A A、B B两物体在两物体在d d点相遇，求角速度点相遇，求角速度必须满足的条件必须满足的条件. .37【解题指导解题指导】解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：(1)A(1)A、B B两物体在两物体在d d点相遇时运动的时间相同点相遇时运动的时间相同. .(2)A(2)A物体经过物体经过d d的时间具有周期性的时间具有周期性. .38【标准解答标准解答】物体从圆心物体从圆心O O点到点到d d点的运动是自由落体运点的运动是自由落体运动，因此，物体从动，因此，物体从O O到到d d所用的时间应为所用的时间应为 由于由于A A物体物体所做的是匀速圆周运动，

17、所做的是匀速圆周运动，A A物体从物体从a a运动到运动到d d转过的角度为转过的角度为2n+ (n=0,1,2,32n+ (n=0,1,2,3).).因此其所用时间为因此其所用时间为2Rtg,3232n2tn0 1 2 3(, ,)39联立可得联立可得解得解得答案答案：32n2R2n0 1 2 3g(, ,)g4n3 n0 1 2 322R()(, , , )g4n3 n0 1 2 322R()(, , , )40对线速度概念理解不清造成错误对线速度概念理解不清造成错误 ( (双选双选) )下列关于圆周运动的说法中正确的是下列关于圆周运动的说法中正确的是( )( )A.A.匀速圆周运动是匀速

18、运动匀速圆周运动是匀速运动B.B.匀速圆周运动是变速运动匀速圆周运动是变速运动C.C.匀速圆周运动的线速度不变匀速圆周运动的线速度不变D.D.匀速圆周运动的角速度不变匀速圆周运动的角速度不变【正确解答正确解答】选选B B、D.D.匀速圆周运动的线速度大小不变，匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故方向时刻改变，故A A、C C错误，错误，B B正确；匀速圆周运动中角正确；匀速圆周运动中角速度是不变的，故速度是不变的，故D D正确正确. .41【易错分析易错分析】本题易错选项及错误原因具体分析如下：本题易错选项及错误原因具体分析如下：421.1.质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是质点

19、做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )( )A.A.线速度越大，周期一定越小线速度越大，周期一定越小B.B.角速度越大，周期一定越小角速度越大，周期一定越小C.C.转速越小，周期一定越小转速越小，周期一定越小D.D.圆周半径越大，周期一定越小圆周半径越大，周期一定越小【解析解析】选选B.B.根据根据 半径半径R R不确定时，线速度不确定时，线速度v v越越大，周期大，周期T T不一定越小，不一定越小，A A错误，同理可知错误，同理可知D D错误；根据错误；根据 B B正确；根据正确；根据=2n=2n和和 转速越小，转速越小，周期越大，周期越大，C C错误错误. .2 RTv,2T,21Tn,

20、432.2.如图所示，两个摩擦传动的靠背轮，左边是主动轮，如图所示，两个摩擦传动的靠背轮，左边是主动轮，右边是从动轮，它们的半径不相等，转动时不打滑右边是从动轮，它们的半径不相等，转动时不打滑. .则下则下列说法中正确的是列说法中正确的是( )( )A.A.两轮的角速度相等两轮的角速度相等B.B.两轮转动的周期相同两轮转动的周期相同C.C.两轮边缘的速度相等两轮边缘的速度相等D.D.两轮边缘的线速度大小相等两轮边缘的线速度大小相等44【解析解析】选选D.D.靠摩擦传动的两轮边缘的线速度大小相等，靠摩擦传动的两轮边缘的线速度大小相等，而方向不同，故而方向不同，故C C错误、错误、D D正确；由正

21、确；由v=rv=r得得 故两轮故两轮的角速度不相等，周期也不相同，的角速度不相等，周期也不相同，A A、B B错误错误. .v r, 453.3.甲、乙两物体分别做匀速圆周运动，如果它们转动的半甲、乙两物体分别做匀速圆周运动，如果它们转动的半径之比为径之比为15,15,线速度之比为线速度之比为3232，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是 ( )( )A.A.甲、乙两物体的角速度之比是甲、乙两物体的角速度之比是215215B.B.甲、乙两物体的角速度之比是甲、乙两物体的角速度之比是103103C.C.甲、乙两物体的周期之比是甲、乙两物体的周期之比是215215D.D.甲、乙两物体的周期之比是甲、乙两物体的周期之比是10310346【解析解析】选选C.C.由由v=rv=r得得A A、B B错误；由错误；由 得得 C C正确、正确、D D错误错误. .1121221221vvvr3515rrvr212:,2T 1221T2T15,474.4.如