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1、第二章圆 周 运 动目标定位1.知道什么是圆周运动,什么是匀速圆周运动.2.理解线速度、角速度、转速、周期等概念,会对它们进行定量计算.3.知道线速度与角速度的关系,知道线速度与周期、角速度与周期的关系.学案1匀速圆周运动知识探究自我检测一、如何描述匀速圆周运动的快慢知识探究 问题设计如图1所示为自行车的车轮,A、B为辐条上的两点,当它们随轮一起转动时,回答下列问题:图1(1)在图上标出A、B两点的线速度方向;答案两点的线速度方向均沿各自圆周的切线方向.(2)沿圆弧运动A、B两点哪个快?答案在相同的时间内B运动的轨迹长,B运动得快.(3)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等,B做匀速运动吗
2、?答案B运动的速率不变,但B运动的方向时刻变化,故B做非匀速运动.要点提炼时间t弧长l米每秒切线方向沿圆周角度时间t弧度每秒rad/s绕圆心3.转速与周期(1)转速n:做圆周运动的物体单位时间所转过的 ,常用符号n表示.单位:转每秒,符号 ,或转每分,符号 .(2)周期T:做匀速圆周运动的物体,运动 所用的时间叫做周期,用符号T表示.单位: ,符号 .圈数r/sr/min一周秒s4.匀速圆周运动的理解(1)“变量”与“不变量”:描述匀速圆周运动的四个物理量量中角速度、周期和转速恒定不变,速度是变化的(大小不变,方向时刻变化).(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”,
3、这里的“匀速”是“匀速率”的意思,匀速圆周运动是变速运动.二、描述圆周运动各物理量间的关系 问题设计沿半径为r的圆周做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间为T,则物体的线速度是多少?物体运动的角速度是多少?物体的线速度与角速度的关系如何?线速度与角速度的关系:vr.要点提炼3.线速度与角速度的关系v .r三、同轴转动和皮带传动 问题设计请同学们分析下列三种传动方式的特点,并回答有关问题.图21.同轴转动如图2所示,A点和B点在同轴的一个圆盘上,当圆盘转动时,A点和B点沿着不同半径的圆周运动,它们的半径分别为r和R.此转动方式有什么特点,A、B两点的角速度、线速度有什么关系?答案同轴转动的物体上
4、各点的角速度相同,2.皮带(齿轮)传动(1)皮带传动如图3所示,A点和B点分别是两个轮子边缘上的点,两个轮子用皮带连起来,并且皮带不打滑.图3(2)齿轮传动图4如图4所示,A点和B点分别是两个齿轮边缘上的点,两个齿轮的轮齿啮合.两个齿轮在同一时间内转过的齿数相等,但它们的转动方向恰好相反,即当A顺时针转动时,B逆时针转动.r1、r2分别表示两齿轮的半径,请分析A、B两点的v、的关系,与皮带传动进行对比,你有什么发现?要点提炼1.同轴转动(如图5所示)(1)角速度(周期)的关系:A B,TA TB.(2)线速度的关系:图52.皮带(齿轮)传动(如图6所示)(1)线速度的关系:vA vB(2)角速
5、度(周期)的关系:图6典例精析一、描述圆周运动的各物理量的关系例1 做匀速圆周运动的物体,10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m,试求物体做匀速圆周运动时:(1)线速度的大小;答案10 m/s(2)角速度的大小;解析依据vr可得答案0.5 rad/s(3)周期的大小.答案4 s针对训练1甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为12,转动半径之比为12,在相等时间里甲转过60,乙转过45,则它们的线速度之比为()A.14 B.23 C.49 D.916解析由题意知甲、乙两物体的角速度之比12604543,故两物体的线速度之比v1v21r12r223,B项正确.B二、同轴转动与皮带传动问
6、题例2 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径各不相同,它们的边缘有三个点A、B、C,如图7所示.在自行车正常骑行时,下列说法正确的是()图7A.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.B、C两点的线速度与其半径成反比D.A、B两点的角速度与其半径成正比解析大齿轮与小齿轮类似于皮带传动,所以两轮边缘的点A、B的线速度大小相等,A正确;小齿轮与后轮类似于同轴传动,所以B、C的角速度大小相等,B正确;又由vr知,B、C两点的线速度与半径成正比,C错误.A、B两点的线速度大小相等,由vr知A、B两点的角速度与半径成反比,D错误.答案AB针对训练2一个圆环,以竖直直径AB为轴匀速转动,
7、如图8所示,求环上M、N两点的:图8(1)线速度的大小之比;(2)角速度之比.解析M、N是同一环上的两点,它们与环具有相同的角速度,即MN11,两点做圆周运动的半径之比课堂要点小结1.(对匀速圆周运动的理解)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动的速率不变C.任意相等时间内通过的位移相等D.任意相等时间内通过的路程相等自我检测解析由线速度定义知,匀速圆周运动的速度大小不变,也就是速率不变,但速度方向时刻改变,故A错,B对;做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等,但位移不一定相等,C错,D对.答案BD2.(圆周运动的各物理量的关系)下列
8、关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法中,正确的是()A.若它们的线速度相等,则角速度一定相等B.若它们的角速度相等,则线速度一定相等C.若它们的周期相等,则角速度一定相等D.若它们的周期相等,则线速度一定相等解析根据vr可知,在不知半径r的情况下,线速度相等,角速度不一定相等,同样角速度相等,线速度也不一定相等,A、B错.答案C3.(传动问题)如图9所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为1,则丙轮的角速度为()图94.(圆周运动各物理量的关系)如图10所示,站在地球赤道上A点的人和站在北纬60B点的人随地球转动的角速度之比AB ,线速度之比vAvB .图10解析如图所示,作出地球自转示意图,地球自转角速度固定不变,A、B两点的角速度相同,角速度之比为11.依题意可知,A、B两处站立的人随地球自转做匀速圆周运动的半径分别为:RAR,RBRcos 60,则由vr可知,A、B两点的线速度之比为21答案1121更多精彩内容请登录谢谢观看