2018-2019學年高考物理 主題一 曲線運動與萬有引力定律 第二章 勻速圓周運動 1.2.1 圓周運動課件 教科版.ppt

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第二章勻速圓周運動 1 2 1圓周運動 一 圓周運動與勻速圓周運動 觀圖助學 夏天 我們打開電風扇 就能感覺到?jīng)鏊娘L 那么 1 葉片上某點運動的軌跡是什么形狀呢 2 如果葉片上某點在相等的時間里通過的弧長相等 那么該點運動的速度大小變化嗎 1 圓周運動 物體的運動軌跡是 的運動叫做圓周運動 2 勻速圓周運動 質點沿圓周運動 如果在相等的時間里通過的 相等 這種運動就叫勻速圓周運動 3 圓周運動的特點 1 軌跡形狀 是 2 速度方向 任一時刻的速度方向都在圓周的 方向上 理解概念 判斷下列說法的正誤 1 做圓周運動的物體 其速度一定是變化的 2 做勻速圓周運動的物體相等時間內(nèi)通過的位移相同 3 勻速圓周運動是一種勻速運動 圓 圓弧長度 圓 切線 二 勻速圓周運動的線速度 角速度和周期 觀圖助學 地球與月亮均做圓周運動 地球和月亮進行了下面的 對話 1 從在相同時間內(nèi)通過弧長的長度方面比較 是誰運動得快 2 從在相同時間內(nèi)半徑轉過的角度大小方面比較 是誰運動得快 3 從轉過一圈所用時間的多少方面比較 是誰運動得快 4 從在相同時間內(nèi)轉過的圈數(shù)方面比較 又是誰運動得快 線速度 角速度 周期和轉速的比較 快慢 相切 轉動 一周 圈數(shù) 理解概念 判斷下列說法的正誤 1 做圓周運動的物體 其線速度的方向是不斷變化的 3 角速度是標量 它沒有方向 4 轉速越大 周期一定越大 對線速度 角速度和勻速圓周運動的理解 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 當它們隨輪一起轉動時 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點在任意相等的時間內(nèi)轉過的弧長相等 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 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 2 對角速度的理解 3 對勻速圓周運動的理解 試題案例 例1 多選 某質點繞圓軌道做勻速圓周運動 下列說法中正確的是 A 在任何相等的時間內(nèi) 質點運動的平均速度都相同B 在任何相等的時間內(nèi) 連接質點和圓心的半徑轉過的角度都相等C 該質點速度大小不變 因而加速度為零 處于平衡狀態(tài)D 該質點做的是變速運動 具有加速度 故它所受合力不等于零 解析但由于位移是矢量 在相等的時間內(nèi) 質點的位移大小相等 位移方向卻不一定相同 平均速度也是矢量 雖然大小相等 但方向不一定相同 故A錯誤 在相等的時間內(nèi) 連接質點和圓心的半徑所轉過的角度也相等 故B正確 該質點做的是變速運動 具有加速度 不是處于平衡狀態(tài) 所以它所受合力不等于零 故C錯誤 D正確 答案BD 勻速圓周運動中的 勻速 理解誤區(qū)一定要注意矢量的方向性 勻速圓周運動是變速運動 這里的 勻速 是 勻速率 的意思 勻速圓周運動中的 勻速 不同于勻速直線運動中的 勻速 針對訓練1 多選 質點做勻速圓周運動 則 A 在任何相等的時間內(nèi) 質點的位移都相同B 在任何相等的時間內(nèi) 質點通過的路程都相等C 因為它速度大小始終不變 所以它做的是勻速運動D 它速度大小不變 但方向時刻改變 是變速運動解析質點做勻速圓周運動時 由于位移是矢量 在相等的時間內(nèi) 質點的位移大小相等 位移方向卻不一定相同 因此位移不一定相同 故A錯誤 相等的時間內(nèi)通過的圓弧長度相等 即路程相等 故B正確 速度是矢量 因為勻速圓周運動速度的方向時刻在改變 勻速圓周運動是變速運動 故C錯誤 D正確 答案BD 線速度 角速度 周期 轉速之間的關系 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 秒針針尖做圓周運動的半徑為r 在很短時間 t內(nèi)轉過的圓心角為 對應弧長AB為 s 圖2 1 秒針 分針 時針它們轉動的快慢相同嗎 誰轉得最快 2 秒針的周期是多大 秒針針尖的線速度v是多大 秒針的角速度 是多大 3 圓心角 與弧長 s及半徑r之間有什么數(shù)學關系 線速度v與角速度 及半徑r之間有什么關系 探究歸納 1 線速度和角速度間的關系 1 線速度和角速度間的關系式 v r 2 當v r中有一個不變時 其他兩個物理量間的變化關系如圖所示 2 描述圓周運動的各物理量之間的關系 圖3 1 圓環(huán)轉動的角速度和周期 2 環(huán)上Q點的線速度大小 思路探究 1 P Q兩點做圓周運動的圓心是圓環(huán)的圓心嗎 如何由幾何關系求出P Q兩點做圓周運動的半徑 2 做勻速圓周運動的半徑 角速度與線速度之間是什么規(guī)律公式 同軸傳動類問題的解題思路 1 首先要確定質點做圓周運動的軌跡所在的平面以及圓周運動圓心的位置 從而確定半徑 2 然后由v 的定義式及v r的關系式來計算 3 一定要牢記 同一輪子或同軸傳動的輪子上各點運動的角速度 轉速n和周期T均相等 線速度則與半徑成正比 針對訓練2 如圖4所示 兩個小球a和b用輕桿連接 并一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運動 下列說法中正確的是 圖4 A a球的線速度比b球的線速度小B a球的角速度比b球的角速度小C a球的周期比b球的周期小D a球的轉速比b球的轉速大解析兩個小球一起轉動 周期相同 它們的轉速 角速度都相等 故B C D錯誤 而由v r可知b的線速度大于a的線速度 所以A正確 答案A 觀察探究 如圖5為一輛自行車傳動裝置的結構圖 觀察自行車是怎樣用鏈條傳動來驅動后輪前進的 并思考 同軸轉動和皮帶傳動問題 圖5 1 大齒輪與小齒輪用鏈條傳動 它們邊緣的線速度大小有什么關系 2 小齒輪與后輪是同軸轉動 輪上各點的角速度有什么關系 答案 1 鏈條傳動時 在相同的時間內(nèi) 大齒輪與小齒輪的邊緣通過的弧長相等 所以線速度大小相同 2 同軸傳動時 在相同的時間內(nèi) 小齒輪與后輪轉過的角度相等 所以角速度相同 探究歸納 例3 2018 湖北沙市中學高一下期中 如圖6所示是自行車傳動結構的示意圖 其中A是半徑為r1的大齒輪 B是半徑為r2的小齒輪 C是半徑為r3的后輪 假設腳踏板的轉速為nr s 則自行車前進的速度為 圖6 答案C 針對訓練3 多選 一輛卡車在水平路面上行駛 已知該車輪胎半徑為R 輪胎轉動的角速度為 關于各點的線速度大小 下列說法正確的是 圖7 A 相對于地面 輪胎與地面的接觸點的速度為 RB 相對于地面 車軸的速度大小為 RC 相對于地面 輪胎上緣的速度大小為 RD 相對于地面 輪胎上緣的速度大小為2 R解析因為輪胎不打滑 相對于地面 輪胎與地面接觸處保持相對靜止 該點相當于轉動軸 它的速度為零 車軸的速度為 R 而輪胎上緣的速度大小為2 R 故選項B D正確 答案BD