高中物理1 圆周运动备课课件ppt

这是一份高中物理1 圆周运动备课课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了rad·s-1，三种传动装置等内容，欢迎下载使用。

1．掌握线速度的定义式，知道圆周运动线速度大小、方向的特点，知道什么是匀速圆周运动。2．掌握角速度的定义式和单位，知道角速度与线速度的关系。3．知道周期、转速的概念，掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系。
关键能力·情境探究达成
知识点一　描述圆周运动的物理量及其关系
知识点二　常见三种传动方式
知识点三　圆周运动的周期性和多解问题
(4)匀速圆周运动①定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小________的运动。②性质：线速度的方向是时刻____的，因此是一种____运动。
3．角速度(1)定义：半径转过的____与所用____的比值。(2)定义式：ω＝_____。(3)单位：弧度每秒，符号是_______或_________。(4)物理意义：描述做圆周运动的物体绕圆心__________。(5)匀速圆周运动的角速度：匀速圆周运动是角速度____的圆周运动。
4．周期(1)周期：做匀速圆周运动的物体，转过____所用的时间，符号用__表示，单位是秒(s)。(2)转速：物体转动的____与所用时间之比，常用符号n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。
5．线速度与角速度的关系(1)两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的____。(2)关系式：v＝____。
月球绕地球运动，地球绕太阳运动，这两个运动都可看成是圆周运动，怎样比较这两个圆周运动的快慢？请看下面地球和月球的“对话”。地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1 s要走29.79 km，你绕我运动1 s才走1.02 km。月球说：不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3天就能绕你转一圈，到底谁转得慢？
【问题】(1)地球说得对？还是月球说得对？(2)通过地球和月球的对话，判断到底谁的线速度大。(3)月球运动的轨道半径大约为3.8×105 km，地球运动的轨道半径大约为1.5×108 km，是否线速度大就说明物体转动得快？
提示：(1)描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期，只用其中一个物理量无法准确描述圆周运动的快慢。地球和月球因为描述圆周运动快慢的标准不同，所以地球和月球的说法都是片面的。(2)从线速度的定义可以看出地球的线速度v1＝29.79 km/s，月球的线速度v2＝1.02 km/s，故地球的线速度大。
1．描述圆周运动的各物理量之间的关系
[跟进训练]1．如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中(　　)A．笔尖的速率不变B．笔尖做的是匀速运动C．任意相等时间内通过的位移相等D．两相同时间内转过的角度不同
A　[由线速度定义知，匀速圆周运动的速度大小不变，也就是速率不变，但速度的方向时刻改变，故A正确，B错误；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等，但位移还要考虑方向，C错误；两相同时间内转过的角度相同，D错误。]
如图为两种传动装置的模型图。
【问题】(1)甲图为皮带传动装置，A、B两点线速度大小有什么关系？(2)能否根据A、B两点的线速度分析角速度关系？(3)乙图为同轴传动装置，试分析C、D两点的角速度及线速度关系。
提示：(1)皮带传动时，在相同的时间内，A、B两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相等。(2)能，根据v＝ωr，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小。(3)同轴传动时，在相同的时间内，C、D两点转过的角度相等，所以这两点的角速度相同，又因为v＝ωr，当ω一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大，故D点线速度大。
【典例2】　常见的转动传递方式有皮带传动、链条传动、摩擦传动和齿轮传动。如图是一种皮带传动装置示意图，A、B两点分别是两轮轮缘上的点，C是O2B连线的中点，大轮与小轮的半径之比为2∶1。若皮带不打滑，试分别求出A、B、C这三个点的线速度、角速度和周期的比例关系。
[思路点拨]　皮带不打滑，所以两轮轮缘上和皮带接触的A、B两点具有大小相等的线速度。又因为B、C在同一个转轮上绕同一轴转动，所以B、C两点具有相同的角速度。
规律方法　解决传动问题的两个关键点(1)绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n和周期T相等，而各点的线速度v与半径r成正比。(2)在皮带不打滑的情况下，和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等，而角速度ω与半径r成反比。
[跟进训练]3．(多选)如图所示是中国古代玩具饮水鸟的示意图，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水。P、Q是饮水鸟上两点，且rOP>rOQ，则在摆动过程中(　　)A．P点的线速度小于Q点的线速度B．P点的角速度等于Q点的角速度C．P点转动的周期大于Q点转动的周期D．P、Q两点的线速度方向相反
BD　[鸟绕着O点不停摆动，P、Q是饮水鸟上两点，属于同轴转动，根据同轴转动角速度相等知P、Q两点的角速度大小相同，P、Q两点转动的周期也相同，故B正确，C错误；P、Q两点的角速度大小相等，P点绕O点转动的半径大，根据v＝ωr知，P点的线速度较大，故A错误；P、Q在O点两端，两点的线速度均与杆垂直，方向相反，故D正确。]
4．(2022·广东深圳二中月考)如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮。A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB，a和b两点在各轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的是(　　)A．va＝2vb　　　　B．ωa＝2ωcC．ωd＝ωcD．vb＝2vc
D　[由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮的边缘的线速度大小相等，所以va＝vb，故A错误；a、c两点同轴转动，角速度相等，所以ωa＝ωc，故B错误；根据v＝ωR可得，ωaRA＝ωbRB，则ωa∶ωb＝RB∶RA＝1∶2，即ωb＝2ωa，a、c两点角速度相等，b、d两点角速度相等，所以ωd＝2ωc，故C错误；由于ωa＝ωc，Ra＝2Rc，故va∶vc＝2∶1，即va＝2vc，又va＝vb，所以vb＝2vc，故D正确。]
1．问题特点(1)研究对象：匀速圆周运动的多解问题含有两个做不同运动的物体。(2)运动特点：一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他形式的运动(如平抛运动，匀速直线运动等)。(3)运动的关系：由于两物体运动的时间相等，根据等时性建立等式求解待求物理量。
2．分析技巧(1)抓住联系点：明确题中两个物体的运动性质，抓住两运动的联系点。(2)先特殊后一般：先考虑第一个周期的情况，再根据运动的周期性，考虑多个周期时的规律。
[思路点拨]　圆周运动是一种周期性运动，每经过一个周期物体都会回到原来的位置，本题中飞镖恰好击中A点说明在飞镖做平抛运动的这段时间内圆盘应转过的弧度为(2n＋1)π(n＝0，1，2，3，…)。飞镖的水平位移为L，竖直位移为d，根据圆周运动和平抛运动的相关知识求解
规律方法　解决圆周运动多解问题的方法(1)明确两个物体参与运动的性质和求解的问题，两个物体参与的两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移等，抓住两运动的联系点是解题关键。(2)注意圆周运动的周期性造成的多解。分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据运动的周期性，在转过的角度θ上再加上2nπ，具体n的取值应视情况而定。
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)(2022·安阳第三十六中学期中考试)以下关于匀速圆周运动的说法正确的是(　　)A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动的线速度不变D．匀速圆周运动的角速度不变BD　[匀速圆周运动的速度方向时刻改变，是一种变速运动，A、C错误，B正确；匀速圆周运动中角速度不变，D正确。]
3．如图所示为某型号汽车无极变速器工作原理简化图。主动带轮和被动带轮均有若干同轴轮组成，金属带不打滑，车轮与被动带轮一侧的输出轴同轴，甲、乙、丙三图所示为变速器的三个工作挡位，若主动轮转速恒定不变，车轮与路面之间不打滑，则下列说法正确的是(　　)A．甲图所示挡位，车速最快B．乙图所示挡位，车速最快C．丙图所示挡位，车速最快D．甲、乙、丙三图所示挡位车速从大到小顺序为甲、丙、乙
4．水平放置的圆筒绕其中心对称轴OO′匀速转动，转动的角速度ω＝2.5π rad/s，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径R＝2 m；如图所示，圆孔正上方某高度h处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径，试通过计算求小球恰好落入圆筒小孔时，释放小球的高度h(空气阻力不计，g取10 m/s2)。