高中物理第二章匀速圆周运动1圆周运动省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件.pptx

,1,圆周运动,第二章,匀速圆周运动,第1页,学习,目标,1.,知道什么是匀速圆周运动，知道它是变速运动,.,2.,掌握线速度定义式，了解线速度大小、方向特点,.,3.,掌握角速度定义式，知道周期、转速概念,.,4.,知道线速度、角速度和周期之间关系,.,第2页,内容索引,重点探究,启迪思维 探究重点,达标检测,检测评价 达标过关,自主预习,预习新知 扎实基础,第3页,自主预习,第4页,一、线速度,1.,定义：质点做圆周运动经过,与经过这段,所用时间比值，,v,_.,2.,意义：描述做圆周运动物体,快慢,.,3.,方向：线速度是矢量，方向与圆弧,，与半径,.,4.,匀速圆周运动,(1),定义：质点沿圆周运动，在相等时间内经过圆弧长度相等,.,(2),性质：线速度方向是时刻,，所以是一个,运动,.,弧长,弧长,运动,垂直,相切,改变,变速,第5页,二、角速度,1.,定义：连接质点与圆心半径所转过,跟所用时间,t,比值，,_.,2.,意义：描述物体绕圆心,快慢,.,3.,单位,(1),角单位：国际单位制中，,与,比值表示角大小，即,，其单位称为弧度，符号：,.,(2),角速度单位：弧度每秒，符号是,或,.,角度,半径,弧长,rad,rad/s,rads,1,转动,第6页,三、周期和转速,1.,周期,T,：做匀速圆周运动物体运动一周所用,，单位：,.,2.,转速,n,：单位时间内转过,，单位：,或,.,3.,周期和转速关系：,T,_(,n,单位为,r/s,时,).,四、线速度、角速度和周期之间关系,1.,线速度与周期关系：,v,_.,2.,角速度与周期关系：,_,.,3.,线速度与角速度关系：,v,.,时间,转每秒,(r/s,),圈数,秒,(s),转每分,(r/min),r,第7页,1.,判断以下说法正误,.,(1),匀速圆周运动是一个匀速运动,.(,),(2),做匀速圆周运动物体，相同时间内位移相同,.(,),(3),做匀速圆周运动物体转过角度越大，其角速度就越大,.(,),(4),做匀速圆周运动物体，当半径一定时，线速度与角速度成正比,.,(,),(5),做匀速圆周运动物体，角速度大半径一定小,.(,),即学即用,答案,第8页,2.,A,、,B,两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们经过弧长比,s,A,s,B,2,3,，转过圆心角比,A,B,3,2,，那么它们线速度之比,v,A,v,B,_,，角速度之比,A,B,_.,答案,解析,2,3,3,2,第9页,重点探究,第10页,答案,一、线速度和匀速圆周运动,如图,1,所表示为自行车车轮，,A,、,B,为辐条上两点，当它们随轮一起转动时，回答以下问题：,(1),A,、,B,两点速度方向各沿什么方向？,图,1,答案,两点速度方向均沿各自圆周切线方向,.,导学探究,第11页,(2),假如,B,点在任意相等时间内转过弧长相等，,B,做匀速运动吗？,答案,答案,B,运动方向时刻改变，故,B,做非匀速运动,.,(3),匀速圆周运动线速度是不变吗？匀速圆周运动,“,匀速,”,同,“,匀速直线运动,”,“,匀速,”,一样吗？,答案,质点做匀速圆周运动时，线速度大小不变，方向时刻在改变，所以，匀速圆周运动只是速率不变，是变速曲线运动,.,而,“,匀速直线运动,”,中,“,匀速,”,指是速度不变，是大小、方向都不变，二者并不相同,.,(4),A,、,B,两点哪个运动得快？,答案,B,运动得快,.,第12页,1.,对线速度了解：,(1),线速度是物体做圆周运动瞬时速度，线速度越大，物体运动得越快,.,(2),线速度是矢量，它现有大小，又有方向，线速度方向在圆周各点切线方向上,.,(3),线速度大小：,v,，,s,代表弧长,.,2.,对匀速圆周运动了解：,(1),匀中有变：因为匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向沿着圆周切线方向，所以物体做匀速圆周运动时，速度方向时刻在改变,.,知识深化,第13页,(2),匀速含义：,速度大小不变，即速率不变,.,转动快慢不变，即角速度大小不变,.,(3),运动性质：,线速度方向时刻改变，所以匀速圆周运动是一个变速运动,.,第14页,例,1,(,多项选择,),某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，以下说法中正确是,A.,因为该质点速度大小一直不变，所以该质点做是匀速运动,B.,该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动,C.,该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态,D.,该质点做是变速运动，含有加速度，故它所受协力不等于零,答案,第15页,如图,2,所表示，钟表上秒针、分针、时针以不一样角速度做圆周运动,.,(1),秒针、分针、时针转动快慢相同吗？怎样比较,它们转动快慢？,二、角速度、周期和转速,图,2,导学探究,答案,第16页,(2),秒针、分针和时针周期分别是多大？,答案,答案,秒针周期为,60 s,，分针周期为,60 min,，时针周期为,12 h.,第17页,1.,对角速度了解：,(1),角速度描述做圆周运动物体绕圆心转动快慢，角速度越大，物体转动得越快,.,(3),在匀速圆周运动中，角速度大小不变，是恒量,.,知识深化,第18页,2.,周期,(,频率,),和转速：,第19页,例,2,(,多项选择,),一正常转动机械钟表，以下说法正确是,A.,秒针转动周期最长,B.,时针转动转速最小,C.,秒针转动角速度最大,D.,秒针角速度为,答案,解析,解析,秒针转动周期最短，角速度最大，,A,错误，,C,正确；,时针转动周期最长，转速最小，,B,正确；,第20页,1.,描述圆周运动各物理量之间关系：,三、描述匀速圆周运动各物理量之间关系,第21页,2.,描述圆周运动各物理量之间关系了解：,第22页,例,3,做匀速圆周运动物体，,10 s,内沿半径为,20 m,圆周运动,100 m,，试求物体做匀速圆周运动时：,(1),线速度大小；,答案,解析,答案,10 m/s,第23页,(2),角速度大小；,答案,解析,答案,0.5 rad/s,(3),周期大小,.,答案,4 s,第24页,针对训练,1,(,多项选择,),火车以,60 m/s,速率转过一段圆弧形弯道，某乘客发觉放在桌面上指南针在,10 s,内匀速转过了约,10.,在此,10 s,时间内，火车,A.,运动旅程为,600 m B.,加速度为零,C.,角速度约为,1 rad/s D.,弯道半径约为,3.4 km,答案,解析,解析,由,s,v,t,知，,s,600 m,，,A,正确,.,在弯道做圆周运动，火车加速度不为零，,B,错误,.,由,10 s,内转过,10,知，角速度,0.017 rad/s,，,C,错误,.,由,v,r,知，,r,3.4 km,，,D,正确,.,第25页,答案,皮带传动时，在相同时间内，,A,、,B,两点经过弧长相等，所以两点线速度大小相同，又,v,r,，当,v,一定时，角速度与半径成反比，半径大角速度小,.,如图,3,为两种传动装置模型图,.,(1),甲图为皮带传动装置，试分析,A,、,B,两点线速度及角速度关系,.,四、同轴转动和皮带传动问题,导学探究,图,3,答案,第26页,(2),乙图为同轴转动装置，试分析,A,、,C,两点角速度及线速度关系,.,答案,答案,同轴转动时，在相同时间内，,A,、,C,两点转过角度相等，所以这两点角速度相同，又因为,v,r,，当,一定时，线速度与半径成正比，半径大线速度大,.,第27页,常见传动装置及其特点,知识深化,同轴转动,皮带传动,齿轮传动,装,置,A、B两点在同轴一个圆盘上,两个轮子用皮带连接(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上点,两个齿轮啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上点,第28页,特点,角速度、周期相同,线速度大小相等,线速度大小相等,规律,线速度与半径成正比：,角速度与半径成反比：,周期与半径成正比：,角速度与半径成反比：,周期与半径成正比：,第29页,例,4,(,多项选择,),如图,4,所表示传动装置中，,B,、,C,两轮固定在一起绕同一轴转动，,A,、,B,两轮用皮带传动，三个轮半径关系是,r,A,r,C,2,r,B,.,若皮带不打滑，则,A,、,B,、,C,三轮边缘上,a,、,b,、,c,三点,A.,角速度之比为,1,2,2,B.,角速度之比为,1,1,2,C.,线速度大小之比为,1,2,2,D.,线速度大小之比为,1,1,2,答案,解析,图,4,第30页,解析,A,、,B,两轮经过皮带传动，皮带不打滑，则,A,、,B,两轮边缘线速度大小相等，,B,、,C,两轮固定在一起绕同一轴转动，则,B,、,C,两轮角速度相等,.,a,、,b,比较：,v,a,v,b,由,v,r,得：,a,b,r,B,r,A,1,2,b,、,c,比较：,b,c,由,v,r,得：,v,b,v,c,r,B,r,C,1,2,所以,a,b,c,1,2,2,v,a,v,b,v,c,1,1,2,故,A,、,D,正确,.,第31页,传动问题是圆周运动部分一个常见题型，在分析这类问题时，关键是要明确什么量相等，什么量不等，在通常情况下，应抓住以下两个关键点：,(1),绕同一轴转动各点角速度,、转速,n,和周期,T,相等，而各点线速度,v,r,与半径,r,成正比；,规律总结,第32页,针对训练,2,(,多项选择,),如图,5,所表示为一个齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分厚度，甲、乙两个轮子半径之比为,1,3,，则在传动过程中,A.,甲、乙两轮角速度之比为,3,1,B.,甲、乙两轮周期之比为,3,1,C.,甲、乙两轮边缘处线速度之比为,3,1,D.,甲、乙两轮边缘上点相等时间内转过弧长之比为,1,1,答案,解析,图,5,第33页,解析,这种齿轮传动，与不打滑皮带传动规律相同，即两轮边缘线速度相等，故,C,错误；,第34页,达标检测,第35页,1.,(,对匀速圆周运动认识,),对于做匀速圆周运动物体，以下说法中不正确是,A.,相等时间内经过旅程相等,B.,相等时间内经过弧长相等,C.,相等时间内经过位移相同,D.,在任何相等时间内，连接物体和圆心半径转过角度都相等,解析,匀速圆周运动是指速度大小不变圆周运动，所以在相等时间内经过旅程相等，弧长相等，转过角度也相等，,A,、,B,、,D,项正确；,相等时间内经过位移大小相等，方向不一定相同，故,C,项错误,.,答案,解析,1,2,3,4,5,第36页,2.,(,描述圆周运动各量关系,),一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为,4 m/s,，转动周期为,2 s,，以下说法中不正确是,A.,角速度为,0.5 rad/s,B.,转速为,0.5 r/s,C.,运动轨迹半径为,1.27 m,D.,频率为,0.5 Hz,答案,解析,1,2,3,4,5,第37页,1,2,3,4,5,第38页,3.,(,传动问题,),某新型自行车，采取如图,6,甲所表示无链传动系统，利用圆锥齿轮,90,轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车,“,掉链子,”,问题,.,如图乙所表示是圆锥齿轮,90,轴交示意图，其中,A,是圆锥齿轮转轴上点，,B,、,C,分别是两个圆锥齿轮边缘上点，两个圆锥齿轮中心轴到,A,、,B,、,C,三点距离分别记为,r,A,、,r,B,和,r,C,(,r,A,r,B,r,C,).,以下相关物理量大小关系正确是,A.,B,点与,C,点角速度：,B,C,D.,B,点和,C,点线速度：,v,B,v,C,答案,图,6,1,2,3,4,5,解析,第39页,解析,B,点与,C,点线速度大小相等，因为,r,B,r,C,，所以,B,C,，故,A,、,D,错误；,1,2,3,4,5,第40页,4.,(,传动问题,),如图,7,所表示，,A,、,B,轮经过皮带传动，,A,、,C,轮经过摩擦传动，半径,R,A,2,R,B,3,R,C,，各接触面均不打滑，则,A,、,B,、,C,三个轮边缘点线速度大小和角速度之比分别为,A.,v,A,v,B,v,C,1,2,3,，,A,B,C,3,2,1,B.,v,A,v,B,v,C,1,1,1,，,A,B,C,2,3,6,C.,v,A,v,B,v,C,1,1,1,，,A,B,C,1,2,3,D.,v,A,v,B,v,C,3,2,1,，,A,B,C,1,1,1,答案,解析,1,2,3,4,5,图,7,第41页,解析,由题意知，,A,、,B,轮经过皮带传动，,A,、,B,边缘上点含有大小相等线速度；,A,、,C,轮经过摩擦传动，,A,、,C,边缘上点含有相等线速度，所以三个轮边缘点线速度大小是相等，则,v,A,v,B,v,C,1,1,1,；依据线速度与角速度之间关系,v,R,，得,A,B,C,1,2,3,，选项,C,正确,.,1,2,3,4,5,第42页,5.,(,圆周运动周期性,),如图,8,所表示，半径为,R,圆盘绕垂直于盘面中心轴匀速转动，其正上方,h,处沿,OB,方向水平抛出一小球，要使球与盘只碰一次，且落点为,B,，求小球初速度及圆盘转动角速度,大小,.(,不计空气阻力,),图,8,答案,解析,1,2,3,4,5,第43页,解析,设小球在空中运动时间为,t,，此圆盘转过,角,.,则,1,2,3,4,5,n,2(,n,1,2,3,),又因为,t,第44页,