物理必修24.圆周运动学案

这是一份物理必修24.圆周运动学案，共7页。学案主要包含了描述匀速圆周运动快慢的物理量等内容，欢迎下载使用。
6.5圆周运动班级________姓名________学号_____学习目标: 1．   知道什么是匀速圆周运动，理解匀速圆周运动是变速运动。2．   理解线速度的概念，知道线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。3．   理解角速度、周期、频率和转速的概念，会用有关公式进行计算。4．理解线速度、角速度、周期、频率和转速之间的关系，会用有关公式进行计算。学习重点: 匀速圆周运动的线速度、角速度。学习难点: 线速度、角速度和周期之间的关系。       主要内容:一、   匀速圆周运动(1)    定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。(2)    匀速圆周运动是最简单的圆周运动形式，也是最基本的曲线运动之一。匀速圆周运动是一种理想化的运动形式。许多物体的运动接近这种运动，具有一定的实际意义。一般圆周运动，也可以取一段较短的时间(或弧长)看成是匀速圆周运动。       (3)运动性质：是一种变速运动而绝非匀速运动。因为质点沿一圆周运动，做的是曲线运动，速度方向沿圆周的切线方向，时刻在改变，而匀速运动中质点的速度是个恒矢量，大小和方向都不变，且必是直线运动。      (4)匀速圆周运动应理解为“匀速率”圆周运动。因为“在相等的时间里通过的圆弧长度相等”，指的是速率不变。   二、描述匀速圆周运动快慢的物理量    (1)线速度v    ①意义：描述质点沿圆弧运动的快慢，线速度越大，质点沿圆弧运动越快。    ②定义：线速度的大小等于质点通过的弧长s与所用时间t的比值。    ③单位：m／s。    ④矢量：方向在圆周各点的切线方向上。    ⑤就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。    ⑥质点做匀速圆周运动时，线速度大小不变，但方向时刻在改变，故其线速度不是恒矢量。    (2)角速度ω①     定义：连接质点和圆心的半径(动半径)转过的角度跟所用时间的比值，叫做匀速圆周运动的角速度。    ②单位：rad／s(弧度每秒)。    ③矢量(中学阶段不讨论)．    ④意义：     ⑤质点做匀速圆周运动时，角速度ω恒定不变。   (3)周期T    ①定义：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。    ②单位：s(秒)。    ③标量：只有大小。    ④意义：定量描述匀速圆周运动的快慢。周期长说明运动得慢，周期短说明运动得快。    ⑤质点做匀速圆周运动时，周期恒定不变。    (4)频率f    ①定义：周期的倒数(每秒内完成周期性运动的次数)叫频率。    ②单位：Hz(赫)。    ③标量：只有大小。    ④意义：定量描述匀速圆周运动的快慢，频率高说明运动得快，频率低说明运动得慢。    ⑤质点做匀速圆周运动时，频率恒定不变。   (5)转速n    ①定义：做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。    ②单位：在国际单位制中为r／s(转每秒)；常用单位为r／min(转每分)。1 r／s=60 r／min。    ③标量：只有大小。    ④意义：实际中定量描述匀速圆周运动的快慢，转速高说明运动得快，转速低说明运动得慢。    ⑤质点作匀速圆周运动时，转速恒定不变。    ⑥相互关系：【例一】下列说法中正确的是(    )A．  曲线运动一定是变速运动。   B．变速运动一定是曲线运动。 C．匀速圆周运动就是速度不变的运动。 D．匀速圆周运动就是角速度不变的运动。【例二】一个电钟的秒针长20cm，它的针尖的线速度等于_______，角速度等于______。【例三】在速率、速度、角速度、周期、频率等物理量中，在匀速圆周运动中保持不变的是__________________________。【例四】一个飞轮的半径是2m，转速是120r/min，则它频率是_______周期是______角速度是_________轮边缘各点的线速度大小是____________。共轴转动和皮带传动问题研究【例五】如图，B是地球赤道上的一点，A是北纬45°线上的一点。试求：    1．A、B两点随地球自转的角速度。    2．A、B两点随地球自转的线速度。    3．比较A、B两点的线速度和角速度，能得出什么结论?【例六】如图是皮带传动的示意图，己知大轮和小轮的半径之比，r1：r2=2：1，B、C两点分别是大、小轮边缘上的点，A点距O的距离为r1／2。试求：    1．B、C两点的线速度之比。    2．B、C两点的角速度之比。    3．A、B、C三点的线速度之比。课堂训练：1．对于作匀速圆周运动物体(    )     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。2．甲、乙、丙三个物体，甲放在广州，乙放在上海，丙放在北京．当它们随地球一起转动时，则(    )    A．甲的角速度最大、乙的线速度最小。    B．丙的角速度最小、甲的线速度最大。    C．三个物体的角速度、周期和线速度都相等。    D．三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度最小。3．在匀速圆周运动中，下列物理量中不变的是(    )     A．角速度        B．线速度     C．向心加速度     D．作用在物体上合外力的大小4．地球绕太阳公转的运动可以近似地看做匀速圆周运动，地球距太阳约1．5×108km，地球绕太阳公转的角速度是多大?线速度是多大? 课后作业：1．关于角速度和线速度，下列说法正确的是(    )    A．半径一定，角速度与线速度成反比    B．半径一定，角速度与线速度成正比    C．线速度一定，角速度与半径成正比    D．角速度一定，线速度与半径成反比2．时针、分针和秒针转动时，下列正确说法是(    )    A．秒针的角速度是分针的60倍    B．分针的角速度是时针的60倍    C．秒针的角速度是时针的360倍    D．秒针的角速度是时针的86400倍3．下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是(    )    A．它们线速度相等，角速度一定相等    B．它们角速度相等，线速度一定也相等    C．它们周期相等，角速度一定也相等    D．它们周期相等，线速度一定也相等4．机械手表中的分针与秒针可视为匀速转动，分针与秒针从重合至第二次重合，中间经历的时间为(    )    A．1分钟    B．59／60分    C．60／59分    D．61／60分5．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上若在传动过程中，皮带不打滑。则(    )    A．a点与b点的线速度大小相等    B．a点与b点的角速度大小相等    C．a点与c点的线速度大小相等    D．a点与d点的向心加速度大小相等6．如图，靠摩擦传动做匀速转动的大小两轮接触面互不打滑，大轮的半径是小轮的2倍。A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点。则(    )A．  如果两个做匀速圆周运动质点的线速度相等，半径小的角速度大。    B．如果两个做匀速圆周运动质点的角速度相等，半径大的线速度大。    C．如果两个做匀速圆周运动质点的半径相等，角速度大的线速度大。7．一物体在水平面内沿半径R=20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度V=0．2m／s，那么，它的角速度为__________rad／s，它的周期为__________。8．位于地球赤道上的物体，随着地球的自转，做半径r=6．4×103km的匀速圆周运动，它运动的角速度是多大?线速度是多大? 9如图所示，小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动，当Q球转到与o同一水平线时，有另小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落，要使两球在圆周最高点相碰，则Q球的角速度ω应满足什么条件?  10．如图所示为测量子弹速度的装置，一根水平转轴的端部焊接一个半径为R的薄壁圆筒(图为其横截面)，转轴的转速是每分钟n转，一颗子弹沿圆筒的水平直径由A点射入圆筒，在圆筒转过不到半圆时从B点穿出，假设子弹穿壁时速度大小不变，并在飞行中保持水平方向，测量出A、B两点间的弧长为L，试求子弹速度。 阅读材料：月亮离我们有多远月亮是离我们最近的一颗星球。自从人类登月以来，关于她的种种神秘传说一个个被破译。1969年11月，阿波罗11号的宇航员首次将质量为30kg的角反射器带上了月球，角反射器可以忠实地把地球上发出的激光光束反射回来，从而使我们比较精确地算出地月距离为3．844×105km。如果你是一位天文爱好者，一定记得“月球离我们约三十八万公里”。光从太阳到地球大约走500s，这几乎是每一个高中生知道的事实。如果你平时还追问过光从月球走到地球用多长时间就好了，这时间是1．25s，由此算出    r=3×105×1．2 5km=3．75×1O5km月球绕地球公转的周期为27．32天(自转周期也为27．32天)。两次满月的时间间隔为一个月(准确地为22．53天)。月球的公转周期约为一个月(按30天算)。