2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運(yùn)動與萬有引力定律 第二章 勻速圓周運(yùn)動 1.2.1 圓周運(yùn)動課件 教科版.ppt

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第二章勻速圓周運(yùn)動 1 2 1圓周運(yùn)動 一 圓周運(yùn)動與勻速圓周運(yùn)動 觀圖助學(xué) 夏天 我們打開電風(fēng)扇 就能感覺到?jīng)鏊娘L(fēng) 那么 1 葉片上某點(diǎn)運(yùn)動的軌跡是什么形狀呢 2 如果葉片上某點(diǎn)在相等的時間里通過的弧長相等 那么該點(diǎn)運(yùn)動的速度大小變化嗎 1 圓周運(yùn)動 物體的運(yùn)動軌跡是 的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動 2 勻速圓周運(yùn)動 質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動 如果在相等的時間里通過的 相等 這種運(yùn)動就叫勻速圓周運(yùn)動 3 圓周運(yùn)動的特點(diǎn) 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(yùn)動的物體 其速度一定是變化的 2 做勻速圓周運(yùn)動的物體相等時間內(nèi)通過的位移相同 3 勻速圓周運(yùn)動是一種勻速運(yùn)動 圓 圓弧長度 圓 切線 二 勻速圓周運(yùn)動的線速度 角速度和周期 觀圖助學(xué) 地球與月亮均做圓周運(yùn)動 地球和月亮進(jìn)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(yùn)動得快 2 從在相同時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度大小方面比較 是誰運(yùn)動得快 3 從轉(zhuǎn)過一圈所用時間的多少方面比較 是誰運(yùn)動得快 4 從在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)方面比較 又是誰運(yùn)動得快 線速度 角速度 周期和轉(zhuǎn)速的比較 快慢 相切 轉(zhuǎn)動 一周 圈數(shù) 理解概念 判斷下列說法的正誤 1 做圓周運(yùn)動的物體 其線速度的方向是不斷變化的 3 角速度是標(biāo)量 它沒有方向 4 轉(zhuǎn)速越大 周期一定越大 對線速度 角速度和勻速圓周運(yùn)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(diǎn) 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(diǎn)的速度方向沿什么方向 2 A B兩點(diǎn)在相同的時間內(nèi)沿圓弧運(yùn)動的軌跡長度相同嗎 哪個運(yùn)動得快 3 如果B點(diǎn)在任意相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長相等 B做勻速運(yùn)動嗎 4 勻速圓周運(yùn)動的線速度是不變的嗎 勻速圓周運(yùn)動的 勻速 同 勻速直線運(yùn)動 的 勻速 一樣嗎 答案 1 兩點(diǎn)的速度方向均沿各自圓周的切線方向 2 B運(yùn)動的軌跡長 B運(yùn)動得快 3 B運(yùn)動的速率不變 但B運(yùn)動的方向時刻變化 故B做非勻速運(yùn)動 4 質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動時 線速度的大小不變 方向時刻在變化 因此 勻速圓周運(yùn)動不是線速度不變的運(yùn)動 只是速率不變 是變速曲線運(yùn)動 而 勻速直線運(yùn)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(yùn)動的理解 試題案例 例1 多選 某質(zhì)點(diǎn)繞圓軌道做勻速圓周運(yùn)動 下列說法中正確的是 A 在任何相等的時間內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的平均速度都相同B 在任何相等的時間內(nèi) 連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等C 該質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)做的是變速運(yùn)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(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑所轉(zhuǎn)過的角度也相等 故B正確 該質(zhì)點(diǎn)做的是變速運(yùn)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(yùn)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(yùn)動是變速運(yùn)動 這里的 勻速 是 勻速率 的意思 勻速圓周運(yùn)動中的 勻速 不同于勻速直線運(yùn)動中的 勻速 針對訓(xùn)練1 多選 質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動 則 A 在任何相等的時間內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)的位移都相同B 在任何相等的時間內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)通過的路程都相等C 因?yàn)樗俣却笮∈冀K不變 所以它做的是勻速運(yùn)動D 它速度大小不變 但方向時刻改變 是變速運(yùn)動解析質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動時 由于位移是矢量 在相等的時間內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)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?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動速度的方向時刻在改變 勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動 故C錯誤 D正確 答案BD 線速度 角速度 周期 轉(zhuǎn)速之間的關(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(yùn)動 秒針針尖做圓周運(yùn)動的半徑為r 在很短時間 t內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角為 對應(yīng)弧長AB為 s 圖2 1 秒針 分針 時針?biāo)鼈冝D(zhuǎn)動的快慢相同嗎 誰轉(zhuǎn)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(xué)關(guān)系 線速度v與角速度 及半徑r之間有什么關(guān)系 探究歸納 1 線速度和角速度間的關(guān)系 1 線速度和角速度間的關(guān)系式 v r 2 當(dāng)v r中有一個不變時 其他兩個物理量間的變化關(guān)系如圖所示 2 描述圓周運(yùn)動的各物理量之間的關(guān)系 圖3 1 圓環(huán)轉(zhuǎn)動的角速度和周期 2 環(huán)上Q點(diǎn)的線速度大小 思路探究 1 P Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動的圓心是圓環(huán)的圓心嗎 如何由幾何關(guān)系求出P Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動的半徑 2 做勻速圓周運(yùn)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(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動的軌跡所在的平面以及圓周運(yùn)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(guān)系式來計(jì)算 3 一定要牢記 同一輪子或同軸傳動的輪子上各點(diǎn)運(yùn)動的角速度 轉(zhuǎn)速n和周期T均相等 線速度則與半徑成正比 針對訓(xùn)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(yùn)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(zhuǎn)速比b球的轉(zhuǎn)速大解析兩個小球一起轉(zhuǎn)動 周期相同 它們的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)圖 觀察自行車是怎樣用鏈條傳動來驅(qū)動后輪前進(jìn)的 并思考 同軸轉(zhuǎn)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(guān)系 2 小齒輪與后輪是同軸轉(zhuǎn)動 輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)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(zhuǎn)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(xué)高一下期中 如圖6所示是自行車傳動結(jié)構(gòu)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(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為nr s 則自行車前進(jìn)的速度為 圖6 答案C 針對訓(xùn)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(zhuǎn)動的角速度為 關(guān)于各點(diǎn)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(diǎn)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?yàn)檩喬ゲ淮蚧?相對于地面 輪胎與地面接觸處保持相對靜止 該點(diǎn)相當(dāng)于轉(zhuǎn)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(xiàng)B D正確 答案BD