2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運動與萬有引力定律 1.2 圓周運動 1.2.1 勻速圓周運動課件 粵教版.ppt

《2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運動與萬有引力定律 1.2 圓周運動 1.2.1 勻速圓周運動課件 粵教版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運動與萬有引力定律 1.2 圓周運動 1.2.1 勻速圓周運動課件 粵教版.ppt（32頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1.2 圓周運動,1.2.1 勻速圓周運動,一、描述圓周運動的物理量及其關(guān)系 [觀圖助學(xué)],月亮繞地球做圓周運動，地球繞太陽做圓周運動。如圖所示關(guān)于各自運動的快慢，地球和月亮的“對話”： 地球說：你怎么走得這么慢？我繞太陽運動1 s要走29.79 km，你繞我運動1 s才走1.02 km。,月亮說：不能這樣說吧！你一年才繞太陽轉(zhuǎn)一圈，我27.3天就能繞你轉(zhuǎn)一圈，到底誰轉(zhuǎn)得慢？ 請問：地球說得對，還是月亮說得對？,1.線速度,弧長l,2.角速度,(1)定義：質(zhì)點通過的________跟通過這段弧長所用________的比值。 (2)大小：v＝____，單位：________。 (3)方向：沿圓周

2、上該點的________方向。 (4)物理意義：描述物體沿圓周運動的快慢。,(1)定義：質(zhì)點所在半徑________________與所用________的比值。 (2)大小：ω＝_______，單位：_________，符號：________。 (3)物理意義：描述物體繞________轉(zhuǎn)動的快慢。,時間t,m/s,切線,轉(zhuǎn)過的角度φ,弧度每秒,rad/s,時間t,圓心,3.周期和轉(zhuǎn)速 (1)周期：勻速圓周運動的物體運動_______所用的時間，用符號T表示，單位為_______ 。 (2)轉(zhuǎn)速：勻速圓周運動的物體單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的_______。用符號n表示，單位為轉(zhuǎn)每秒(r/s)，或轉(zhuǎn)每分

3、(r/min)。 n r/s＝_____ r/min。,一周,秒(s),圈數(shù),60n,4.各個物理量間的關(guān)系 (1)v、T的關(guān)系：v＝______。 (2)ω、T的關(guān)系：ω＝_____。 (3)v、ω的關(guān)系：v＝_____。 (4)ω、n的關(guān)系：ω＝_____。,ωr,2πn,[理解概念],判斷下列說法是否正確。 (1)做勻速圓周運動的物體，其線速度不變。( ) (2)做勻速圓周運動的物體，其角速度大小不變。( ) (3)做勻速圓周運動的物體，周期越大，角速度越小。( ),,√,√,二、對勻速圓周運動的理解 [觀圖助學(xué)],如圖花樣滑冰運動中，女運動員可認(rèn)為做勻速圓周運動，請思考女運動員是做勻速

4、運動嗎？在相等時間內(nèi)路程相等嗎？位移呢？,,1.勻速圓周運動：質(zhì)點沿圓周運動，在相等的時間內(nèi)通過的圓弧長度_______的運動。 2.,相等,[理解概念],判斷下列說法是否正確。 (1)勻速圓周運動是一種勻速運動。( ) (2)做勻速圓周運動的物體，相同時間內(nèi)位移相同。( ) (3)做勻速圓周運動的物體，其合外力不為零。( ),,,√,線速度和勻速圓周運動,[觀察探究] 如圖1所示為自行車的車輪，A、B為輻條上的兩點，當(dāng)它們隨輪一起轉(zhuǎn)動時，回答下列問題：,圖1,(1)A、B兩點的速度方向沿什么方向？ (2)A、B兩點在相同的時間內(nèi)沿圓弧運動的軌跡長度相同嗎？哪個運動得快？ (3)如果B點在任

5、意相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長相等，B做勻速運動嗎？ (4)勻速圓周運動的線速度是不變的嗎？勻速圓周運動的“勻速”同“勻速直線運動”的“勻速”一樣嗎？ 答案 (1)兩點的速度方向均沿各自圓周的切線方向。 (2)不相同，B運動的軌跡長，B運動得快。 (3)B運動的速率不變，但B運動的方向時刻變化，故B做非勻速運動。 (4)質(zhì)點做勻速圓周運動時，線速度的大小不變，方向時刻在變化，因此，勻速圓周運動不是線速度不變的運動，只是速率不變，是變速曲線運動。而“勻速直線運動”中的“勻速”指的是速度不變，是大小、方向都不變，二者并不相同。,[探究歸納] 1.對線速度的理解 (1)線速度是物體做圓周運動的瞬時速度，線

6、速度越大，物體運動得越快。 (2)線速度是矢量，它既有大小，又有方向，線速度的方向在圓周各點的切線方向上。,(2)勻速的含義 ①速度的大小不變，即速率不變。 ②轉(zhuǎn)動快慢不變，即角速度大小不變。 (3)運動性質(zhì) 線速度的方向時刻改變，所以勻速圓周運動是一種變速運動。,2.對勻速圓周運動的理解 (1)勻中有變：由于勻速圓周運動是曲線運動，其速度方向沿著圓周的切線方向，所以物體做勻速圓周運動時，速度的方向時刻在變化。,[試題案例] [例1] (多選)關(guān)于勻速圓周運動，下列說法正確的是( ) A.勻速圓周運動是變速運動 B.勻速圓周運動的速率不變 C.任意相等時間內(nèi)通過的位移相等 D.任意相等時間內(nèi)通

7、過的路程相等 解析 由線速度定義知，勻速圓周運動的速度大小不變，也就是速率不變，但速度方向時刻改變，故A、B正確；做勻速圓周運動的物體在任意相等時間內(nèi)通過的弧長即路程相等，C錯誤，D正確。 答案 ABD,,(1)矢量的比較，首先要想到方向問題。 (2)“相等時間內(nèi)…”的問題，為便于比較可以取一些特殊值，但是有時取特殊值也會犯錯，如本題中若取t＝T，則相等時間內(nèi)位移相等，均為0，這樣看來C選項正確，所以舉例時要具有普遍性。 (3)勻速圓周運動中的“勻速”，是指“勻速率”的意思，勻速圓周運動是變速運動。,[針對訓(xùn)練1] (多選)某質(zhì)點繞圓軌道做勻速圓周運動，下列說法中正確的是( ) A.因為它速度

8、大小始終不變，所以它做的是勻速運動 B.它速度大小不變，但方向時刻改變，是變速運動 C.該質(zhì)點速度大小不變，因而加速度為零，處于平衡狀態(tài) D.該質(zhì)點做的是變速運動，具有加速度，故它所受合力不等于零 答案 BD,描述勻速圓周運動的物理量及其之間的關(guān)系,[觀察探究],如圖2所示，鐘表上的秒針、分針、時針以不同的角速度做圓周運動。 (1)秒針、分針、時針?biāo)鼈冝D(zhuǎn)動的快慢相同嗎？如何比較它們轉(zhuǎn)動的快慢？ (2)秒針、分針和時針的周期分別是多大？,圖2,2.對周期和頻率(轉(zhuǎn)速)的理解 (1)周期描述了勻速圓周運動的一個重要特點——時間周期性。其具體含意是，描述勻速圓周運動的一些變化的物理量，每經(jīng)過一個周期

9、時，大小和方向與初始時刻完全相同，如線速度等。 (2)當(dāng)單位時間取1 s時，f＝n。頻率和轉(zhuǎn)速對勻速圓周運動來說在數(shù)值上是相等的，但頻率具有更廣泛的意義，兩者的單位也不相同。,[試題案例] [例2] 做勻速圓周運動的物體，10 s內(nèi)沿半徑為20 m的圓周運動100 m，試求物體做勻速圓周運動時： (1)線速度的大??； (2)角速度的大小； (3)周期的大小。,答案 (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s,[針對訓(xùn)練2] 關(guān)于做勻速圓周運動的物體的線速度、角速度、周期的關(guān)系，下面說法中正確的是( ) A.線速度大的角速度一定大 B.線速度大的周期一定小 C.角速度大的半徑一

10、定小 D.角速度大的周期一定小,答案 D,同軸傳動和皮帶傳動問題,[觀察探究],如圖3為兩種傳動裝置的模型圖。,圖3,(1)甲圖為皮帶傳動裝置，試分析A、B兩點的線速度及角速度關(guān)系； (2)乙圖為同軸傳動裝置，試分析A、C兩點的角速度及線速度關(guān)系。 答案 (1)皮帶傳動時，在相同的時間內(nèi)，A、B兩點通過的弧長相等，所以兩點的線速度大小相同，又v＝rω，當(dāng)v一定時，角速度與半徑成反比，半徑大的角速度小。 (2)同軸傳動時，在相同的時間內(nèi)，A、C兩點轉(zhuǎn)過的角度相等，所以這兩點的角速度相同，又因為v＝rω，當(dāng)ω一定時，線速度與半徑成正比，半徑大的線速度大。,[探究歸納],常見的傳動裝置及其特點,[試

11、題案例] [例3] (2018陽江高一檢測)(多選)如圖4所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三個輪的半徑關(guān)系是rA＝rC＝2rB。若皮帶不打滑，則A、B、C三輪邊緣上a、b、c三點的( ),A.角速度之比為1∶2∶2 B.角速度之比為1∶1∶2 C.線速度大小之比為1∶2∶2 D.線速度大小之比為1∶1∶2,,圖4,解析 A、B兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，則B、C兩輪的角速度相等。 a、b比較：va＝vb 由v＝ωr得ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2 b、c比較：ωb＝ωc 由v＝ωr得

12、vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2 所以ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2 va∶vb∶vc＝1∶1∶2 故A、D正確。 答案 AD,,傳動裝置的兩個重要特點 (1)固定在一起同軸轉(zhuǎn)動的物體上各點角速度相同。 (2)不打滑的摩擦傳動(包括皮帶傳動)的兩輪邊緣上各點線速度大小相等。,[針對訓(xùn)練3] 一個圓環(huán)，以豎直直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖5所示，求環(huán)上M、N兩點的：,(1)線速度的大小之比； (2)角速度之比。,圖5,圓周運動的多解問題,勻速圓周運動的多解問題常涉及兩個物體的兩種不同的運動，其中一個做勻速圓周運動，另一個做其他形式的運動。因勻速圓周運動具有周期性，使得在一個周期中發(fā)生的事件在其他周期同樣可能發(fā)生，在解決此類問題時，必須考慮多解的可能性。一般處理這類問題時，要把一個物體的運動時間t，與圓周運動的周期T建立起聯(lián)系，才會較快地解決問題。,【針對練習(xí)】如圖6所示，小球Q在豎直平面內(nèi)繞O點做勻速圓周運動，當(dāng)Q球轉(zhuǎn)到圖示位置時，O點正上方有另一小球P在距圓周最高點h處開始自由下落，要使兩球在圓周最高點相碰，則Q球的角速度ω應(yīng)滿足什么條件？,圖6,