2018_2019学年高中物理第4章匀速圆周运动第1节匀速圆周运动快慢的描述学案鲁科版必修2.pdf
《2018_2019学年高中物理第4章匀速圆周运动第1节匀速圆周运动快慢的描述学案鲁科版必修2.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2018_2019学年高中物理第4章匀速圆周运动第1节匀速圆周运动快慢的描述学案鲁科版必修2.pdf(14页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第 1 节 匀速圆周运动快慢的描述第 1 节 匀速圆周运动快慢的描述 学习目标核心提炼 1.知道什么是圆周运动,什么是匀速圆周运动。 2.知道线速度的物理意义、定义式、矢量性,知道匀速圆周运动线速 度的特点。 3.知道角速度的物理意义、定义式及单位,了解转速和周期的意义。 4.掌握线速度与角速度的关系,掌握角速度与转速、周期的关系。 5 个 概 念 线 速 度、角速度、周期、 频率和转速 3 个 关 系 v v 2r T 2 T r 一、线速度 阅读教材第 6667 页“线速度”部分,知道线速度的概念,了解线速度的方向,知道匀速 圆周运动线速度大小特征。 1.匀速圆周运动:在任意相等时间内通过
2、的弧长都相等的圆周运动。 2.线速度 (1)定义:做匀速圆周运动的物体通过的弧长s与所用时间t的比值,v 。 s t (2)意义:描述匀速圆周运动的快慢。 (3)方向:线速度是矢量,方向与圆弧相切,与半径垂直。 (4)线速度的方向是时刻变化的,所以匀速圆周运动是一种变速运动。 思维拓展 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; (2)沿圆弧运动A、B两点哪个快? (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? 答案 (1)两点的线速度方向均沿各自圆周的切线方向。 (2)在相
3、同的时间内,A运动的轨迹长,A运动得快。 (3)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。 二、角速度 阅读教材第 67 页“角速度”部分,了解角速度的概念,知道角速度的单位。 1.定义:连接物体与圆心的半径转过的角度与所用时间t的比值,。 t 2.意义:描述物体绕圆心转动的快慢。 3.单位 (1)角的单位:国际单位制中,弧长与半径的比值表示角的大小,称为弧度,符号:rad。 (2)角速度的单位:弧度每秒,符号是 rad/s 或 rads1。 思维拓展 如图 2 所示,钟表上的秒针、分针、时针以不同的角速度做圆周运动。 图 2 (1)秒针、分针、时针它们转动的快慢相同吗?相同
4、时间内,谁转动的角度大?谁转动得最 快? (2)请指出秒针、分针和时针的周期。 答案 (1)不相同。根据角速度公式知,在相同的时间内,秒针转过的角度最大,时 t 针转过的角度最小,所以秒针转得最快。 (2)秒针的周期为 60 s,分针的周期为 60 min,时针的周期为 12 h。 三、周期、频率和转速 阅读教材第 6768 页“周期、频率和转速”部分,了解周期、频率和转速的概念,知道它 们之间的关系。 周期周期性运动每重复一次所需要的时间,符号T,单位 s 频率单位时间内运动重复的次数,f ,单位 Hz 1 T 转速单位时间内的转动圈数,符号n,单位 r/min 或 r/s 思考判断 (1)
5、线速度、周期和频率都是标量。( ) (2)做匀速圆周运动的物体,周期大的,频率一定小。( ) (3)做匀速圆周运动的物体,角速度大的半径一定小。( ) 答案 (1) (2) (3) 四、线速度、角速度、周期的关系 阅读教材第 68 页“线速度、角速度、周期的关系”部分,知道各物理量间的关系。 (1)v、T的关系:v。 2r T (2)、T的关系:。 2 T (3)v、的关系:vr。 (4)、n的关系:2n。 思维拓展 月亮绕地球做圆周运动。地球绕太阳做圆周运动。如图 3 所示关于各自运动的快慢,地球和 月亮的“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
6、我运 动 1 s 才走 1.02 km。 月亮说 : 不能这样说吧!你一年才绕太阳转一圈, 我 27.3 天就能绕你一圈, 到底谁转得慢? 请问:地球说得对,还是月亮说得对? 图 3 答案 地球和月亮说的均是片面的, 它们选择描述匀速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亮绕地球运动的线速度大, 而月亮绕地球转动的角速度比地球 绕太阳转动的角速度大。 描述圆周运动的物理量及其关系 要点归纳 1.描述圆周运动的各物理量之间的关系 2.描述圆周运动的各物理量之间关系的理解 (1)角速度、周期、转速之间关系的理解:物体做匀速圆周运动时,由2n知, 2 T 角速度、周期、转速三
7、个物理量,只要其中一个物理量确定了,其余两个物理量也唯一确定 了。 (2)线速度与角速度之间关系的理解 : 由vr知,r一定时,v;v一定时, ; 1 r 一定时,vr。 精典示例 例 1 (2018厦门高一检测)如图 4 所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。 当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时,下列表述正确的是( ) 图 4 A.a、b和c三点的线速度大小相等 B.a、b和c三点的角速度相等 C.a、b的角速度比c的大 D.c的线速度比a、b的大 解析 三点绕同一竖直轴转动,因此角速度相同,由vr知c的半径最小,故它的线速 度最小,a、b的半径相同,二者的线速度大小相等。
8、故选 B。 答案 B 针对训练 1 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( ) A.线速度大的角速度一定大 B.线速度大的周期一定小 C.角速度大的半径一定小 D.角速度大的周期一定小 解析 由vr知,r一定时,v与成正比;v一定时,与r成反比,故 A、C 均错. 由v知,r一定时,v越大,T越小,B 错.由可知,越大,T越小,故 D 对, 2r T 2 T 故选 D。 答案 D 几种常见的传动装置 要点归纳 同轴传动皮带传动齿轮传动 装置 A、B两点在同轴的一个圆 盘上 两个轮子用皮带连接,A、 B两点分别是两个轮子边 缘的点 两个齿轮轮齿啮合, A、B
9、两点分别是两个 齿轮边缘上的点(两 齿轮的齿数分别n1、 n2) 特点角速度、周期相同线速度大小相同线速度大小相同 转动方向相同相同相反 规律 线速度与半径成正比:v A vB r R 角速度与半径成反比: 。 A B r R 周期与半径成正比: TA TB 角速度与半径成反 比: 。 A B r2 r1 n2 n1 R r 周期与半径成正比: TA TB r1 r2 n1 n2 精典示例 例 2 如图 5 所示的皮带传动装置, 主动轮O1上两轮的半径分别为 3r和r, 从动轮O2的半 径为 2r,A、B、C分别为转轮缘上的三点,设皮带不打滑,求: 图 5 (1)A、B、C三点的线速度大小之比
10、为多少? (2)A、B、C三点的角速度之比为多少? 思路探究 (1)A、B、C三点中,哪两点的角速度相等?哪两点的线速度相等? (2)角速度相等时,线速度与它们的半径的关系怎样?线速度相等时,角速度与它们的半径 关系怎样? 提示 (1)A、B两点的角速度相等,B、C两点的线速度相等。 (2)成正比 成反比 解析 (1)Error!v A vBvC 3 1 1 (2)Error! A BC 2 2 1 答案 (1)311 (2)221 针对训练 2 (2018衡水高一检测)如图 6 所示, 两个轮子的半径均为R, 两轮的转轴O1、O2 在同一水平面上,相互平行,相距为d,两轮均以角速度逆时针方向
11、匀速转动。将一长 木板置于两轮上,当木板的重心位于右轮正上方时,木板与两轮间已不再有相对滑动。若木 板的长度L2d,则木板的重心由右轮正上方移到左轮正上方所需的时间是( ) 图 6 A. B. 2 d R C. D. d R 解析 木板与两轮间无相对滑动时, 木板运动的速度与轮边缘的线速度相同, 由题意知木板 的重心由右轮正上方移到左轮正上方的过程中的位移大小为d, 则有dRt, 得t, B d R 正确。 答案 B 1.(对匀速圆周运动物理量关系的理解)关于匀速圆周运动的线速度v、角速度和半径r, 下列说法正确的是( ) A.若r一定,则v与成正比 B.若r一定,则v与成反比 C.若一定,则
12、v与r成反比 D.若v一定,则与r成正比 答案 A 2.(圆周运动的传动问题)如图 7 所示,A、B是两个摩擦传动的靠背轮,A是主动轮,B是从 动轮,它们的半径RA2RB,a和b两点在轮的边缘,c和d在各轮半径的中点,下列判断正 确的是( ) 图 7 A.va2vb B.b2a C.vcva D.bc 解析 由于A、B两轮之间通过摩擦传动,故A、B两轮边缘的线速度大小相同,故vavb, 故 A 错误;根据vR可得aRAbRB,abRBRA12,即b2a,故 B 正 确;又由于a与c在同一个圆上,故ac,则b2c,由vR得vavc21, 即va2vc,C、D 错误。 答案 B 3.(皮带传动问题
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2018 _2019 学年 高中物理 匀速圆周运动 快慢 描述 学案鲁科版 必修
链接地址:https://www.31doc.com/p-4287768.html