物理必修2粵教版21 勻速圓周運動 課件(42張)

1、第第2章圓周運動章圓周運動第一節(jié)勻速圓周運動第一節(jié)勻速圓周運動第第一一節(jié)節(jié)勻勻速速圓圓周周運運動動核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課標(biāo)定位課標(biāo)定位課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道圓周運動和勻速圓周運動的概念知道圓周運動和勻速圓周運動的概念.2理解勻速圓周運動的特點和描述勻速圓周運動理解勻速圓周運動的特點和描述勻速圓周運動的四個物理量：線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速的四個物理量：線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速3能利用它們的概念和相互關(guān)系分析計算有關(guān)問能利用它們的概念和相互關(guān)系分析計算有關(guān)問題題重點難點：線速度、角速度、周期公式以

2、及它們之重點難點：線速度、角速度、周期公式以及它們之間的關(guān)系間的關(guān)系一、認(rèn)識圓周運動一、認(rèn)識圓周運動1圓周運動的定義圓周運動的定義如果質(zhì)點的運動軌跡是如果質(zhì)點的運動軌跡是_，那么這一質(zhì)點的運動，那么這一質(zhì)點的運動就叫做圓周運動就叫做圓周運動2勻速圓周運動勻速圓周運動圓周運動中最簡單的運動圓周運動中最簡單的運動質(zhì)點做圓周運動時，如果在相等的時間內(nèi)通過的質(zhì)點做圓周運動時，如果在相等的時間內(nèi)通過的_的弧長都相等，這種運動就叫勻速圓周的弧長都相等，這種運動就叫勻速圓周運動運動課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案圓圓圓弧長度圓弧長度思考感悟思考感悟1“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”這

3、著名這著名的詩句說明了我們每天坐在地球上不動，卻因為隨的詩句說明了我們每天坐在地球上不動，卻因為隨地球自轉(zhuǎn)而運動了八萬里大家能否想象到，我們地球自轉(zhuǎn)而運動了八萬里大家能否想象到，我們坐在椅子上不動，而地球在自轉(zhuǎn)，我們自然要隨地坐在椅子上不動，而地球在自轉(zhuǎn)，我們自然要隨地球一起轉(zhuǎn)動，我們運動的軌跡是什么樣的呢？球一起轉(zhuǎn)動，我們運動的軌跡是什么樣的呢？提示：提示：軌跡是圓軌跡是圓二、如何描述勻速圓周運動的快慢二、如何描述勻速圓周運動的快慢描述圓周運動快慢的幾個物理量描述圓周運動快慢的幾個物理量1線速度線速度線速度是描述做圓周運動的質(zhì)點運動快慢的物理量線速度是描述做圓周運動的質(zhì)點運動快慢的物理量線速

4、度的大小等于質(zhì)點通過的線速度的大小等于質(zhì)點通過的_跟跟_的比值，即的比值，即v_.線速度不僅有線速度不僅有_，而且有，而且有_物體在某一物體在某一時刻或某一位置的線速度方向就是時刻或某一位置的線速度方向就是_弧長弧長l通過這通過這段弧長所用時間段弧長所用時間t大小大小方向方向圓周上該點的切線圓周上該點的切線方向方向2角速度角速度角速度是描述圓周運動的特有概念連結(jié)運動質(zhì)點角速度是描述圓周運動的特有概念連結(jié)運動質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的_和和_的比的比值值，叫做勻速圓周運動的角速度，即，叫做勻速圓周運動的角速度，即_角速度的單位是角速度的單位是_，符號是，符號是_.3周期周期做勻速圓

5、周運動的物體做勻速圓周運動的物體_所用的時間叫周所用的時間叫周期，周期用期，周期用T表示，其國際制單位為秒表示，其國際制單位為秒(s)角度角度所用時間所用時間t弧度每秒弧度每秒rad/s運動一周運動一周4轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速做勻速圓周運動的物體做勻速圓周運動的物體_叫叫做轉(zhuǎn)速用做轉(zhuǎn)速用n表示，其單位為表示，其單位為_，符號為，符號為_，或者，或者_(dá)，符號是，符號是_.思考感悟思考感悟2角速度與轉(zhuǎn)速的大小關(guān)系如何？二者的單位符角速度與轉(zhuǎn)速的大小關(guān)系如何？二者的單位符號分別是什么？號分別是什么？提示：提示：2nrad/sr/s(或者或者r/min)單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)轉(zhuǎn)每秒轉(zhuǎn)每秒r/s轉(zhuǎn)每

6、分轉(zhuǎn)每分r/min三、線速度、角速度、周期間的關(guān)系三、線速度、角速度、周期間的關(guān)系線速度、角速度和周期都可以用來描述勻速圓周運線速度、角速度和周期都可以用來描述勻速圓周運動的快慢，它們之間的關(guān)系為：動的快慢，它們之間的關(guān)系為：v_，_，v_.r思考感悟思考感悟3市場出售的蠅拍，如圖市場出售的蠅拍，如圖211所示，拍把長約所示，拍把長約30cm，拍頭是長，拍頭是長12cm、寬、寬10cm的長方形這種拍的長方形這種拍的使用效果往往不好，當(dāng)拍頭打向蒼蠅時，尚未打的使用效果往往不好，當(dāng)拍頭打向蒼蠅時，尚未打到，蒼蠅就飛走了有人將拍把增長到到，蒼蠅就飛走了有人將拍把增長到60cm，結(jié)，結(jié)果是打一個準(zhǔn)一個

7、果是打一個準(zhǔn)一個想一想：為什么拍把增長后打一個準(zhǔn)一個？想一想：為什么拍把增長后打一個準(zhǔn)一個？圖圖211提示：提示：蒼蠅的反應(yīng)很靈敏，只有拍頭的速度足夠大蒼蠅的反應(yīng)很靈敏，只有拍頭的速度足夠大時才能擊中，而人轉(zhuǎn)動手腕的角速度是有限的，由時才能擊中，而人轉(zhuǎn)動手腕的角速度是有限的，由vr知，當(dāng)增大轉(zhuǎn)動半徑知，當(dāng)增大轉(zhuǎn)動半徑(即拍把長即拍把長)時，如由時，如由30cm增大到增大到60cm，則拍頭速度增大為原來的，則拍頭速度增大為原來的2倍，倍，此時蒼蠅就難以逃生了此時蒼蠅就難以逃生了核心要點突破核心要點突破(5)對線速度的三點理解對線速度的三點理解線速度，即曲線運動中的瞬時速度線速度，即曲線運動中的瞬

8、時速度勻速圓周運動的勻速圓周運動的“勻速勻速”是指運動的速率不變，是指運動的速率不變，平均速率和瞬時速率相等，所以弧長和所對應(yīng)時間平均速率和瞬時速率相等，所以弧長和所對應(yīng)時間的比值在數(shù)值上等于線速度的大小的比值在數(shù)值上等于線速度的大小由于質(zhì)點做勻速圓周運動時的速度方向不斷發(fā)生由于質(zhì)點做勻速圓周運動時的速度方向不斷發(fā)生變化，所以勻速圓周運動是一種變速運動變化，所以勻速圓周運動是一種變速運動線速度和角速度都是描述勻速圓周運動的質(zhì)點運線速度和角速度都是描述勻速圓周運動的質(zhì)點運動快慢的物理量，線速度側(cè)重于物體通過一定弧長動快慢的物理量，線速度側(cè)重于物體通過一定弧長的快慢程度，而角速度側(cè)重于質(zhì)點轉(zhuǎn)過一定

9、角度的的快慢程度，而角速度側(cè)重于質(zhì)點轉(zhuǎn)過一定角度的快慢程度它們都有一定的局限性，任何一個速度快慢程度它們都有一定的局限性，任何一個速度(v或或)都無法全面準(zhǔn)確地反映出做勻速圓周運動質(zhì)都無法全面準(zhǔn)確地反映出做勻速圓周運動質(zhì)點的運動狀態(tài)例如地球圍繞太陽運動的線速度是點的運動狀態(tài)例如地球圍繞太陽運動的線速度是3104m/s，這個數(shù)值是較大的，但它的角速度卻，這個數(shù)值是較大的，但它的角速度卻很小，其值為很小，其值為2107rad/s.我們不能從它的線速我們不能從它的線速度大就得出它做圓周運動快的結(jié)論同樣也不能從度大就得出它做圓周運動快的結(jié)論同樣也不能從它角速度小就得出它做圓周運動慢的結(jié)論因此為它角速度

10、小就得出它做圓周運動慢的結(jié)論因此為了全面準(zhǔn)確地描述質(zhì)點做圓周運動的狀態(tài)，需要用了全面準(zhǔn)確地描述質(zhì)點做圓周運動的狀態(tài)，需要用線速度和角速度兩個物理量線速度和角速度兩個物理量3周期周期T、頻率、頻率f和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n(1)物理意義：周期、頻率和轉(zhuǎn)速都是描述物體做物理意義：周期、頻率和轉(zhuǎn)速都是描述物體做圓周運動快慢的物理量圓周運動快慢的物理量(2)定義：定義：周期周期T：做圓周運動的物體運動一周所：做圓周運動的物體運動一周所需的時間單位需的時間單位s.頻率頻率f：做圓周運動的物體，在：做圓周運動的物體，在1s內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫頻率單位叫頻率單位Hz.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n：做圓周運動的物體，在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)

11、過：做圓周運動的物體，在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)常用的單位有轉(zhuǎn)每秒的圈數(shù)常用的單位有轉(zhuǎn)每秒r/s；轉(zhuǎn)每分，；轉(zhuǎn)每分，r/min.特別提醒：特別提醒：周期性是勻速圓周運動的重要特征所周期性是勻速圓周運動的重要特征所謂周期性是指做勻速圓周運動的物體每經(jīng)過一定的謂周期性是指做勻速圓周運動的物體每經(jīng)過一定的時間，又回到原來的位置，其瞬時速度的大小和方時間，又回到原來的位置，其瞬時速度的大小和方向也恢復(fù)到原來的大小和方向轉(zhuǎn)速向也恢復(fù)到原來的大小和方向轉(zhuǎn)速(n)是工程技是工程技術(shù)中常用的描述勻速圓周運動快慢的物理量術(shù)中常用的描述勻速圓周運動快慢的物理量即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1

12、(雙選雙選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A線速度的大小等于位移與時間的比值線速度的大小等于位移與時間的比值B線速度的大小等于弧長與時間的比值線速度的大小等于弧長與時間的比值C線速度的方向沿半徑方向線速度的方向沿半徑方向D線速度的方向垂直于半徑方向線速度的方向垂直于半徑方向解析：解析：選選BD.由線速度的定義可知答案由線速度的定義可知答案B正確；線速正確；線速度的方向沿圓周上某點的切線方向，與半徑方向垂度的方向沿圓周上某點的切線方向，與半徑方向垂直，故直，故D正確正確二、圓周運動的各物理量之間的關(guān)系二、圓周運動的各物理量之間的關(guān)系特別提醒：特別提醒：(1)線速度是描述物體運動快慢的物理線

13、速度是描述物體運動快慢的物理量，角速度、轉(zhuǎn)速、周期是描述物體轉(zhuǎn)動快慢的物量，角速度、轉(zhuǎn)速、周期是描述物體轉(zhuǎn)動快慢的物理量；理量；v越大，表示物體運動得越快，越大，表示物體運動得越快，、n越大，越大，T越小，表示物體轉(zhuǎn)動得越快；越小，表示物體轉(zhuǎn)動得越快；v大，大，不一定大；不一定大；反之反之大，大，v也不一定大也不一定大(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速的單位取當(dāng)轉(zhuǎn)速的單位取r/s時，頻率時，頻率f和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n在數(shù)值上在數(shù)值上是相等的，此時有是相等的，此時有fn.即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2做勻速圓周運動的物體，做勻速圓周運動的物體，10s內(nèi)沿半徑為內(nèi)沿半徑為20m的圓周運動的圓周運動

14、100m，試求物體做勻速圓周運動時：，試求物體做勻速圓周運動時：(1)線速度的大?。痪€速度的大?。?2)角速度的大??；角速度的大?。?3)周期的大周期的大小小.答案：答案：見解析見解析三、三種傳動裝置及特點三、三種傳動裝置及特點1共軸傳動共軸傳動如圖如圖212所示，所示，A點和點和B點在同軸的點在同軸的一個一個“圓盤圓盤”上，但跟軸上，但跟軸(圓心圓心)的距離的距離不同，當(dāng)不同，當(dāng)“圓盤圓盤”轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動時，A點和點和B點點沿著不同半徑的圓做圓周運動，它們沿著不同半徑的圓做圓周運動，它們的半徑分別為的半徑分別為r和和R，且，且rR.它們運動的特點是轉(zhuǎn)它們運動的特點是轉(zhuǎn)動方向相同，即逆時針轉(zhuǎn)動或

15、順時針轉(zhuǎn)動，但兩者動方向相同，即逆時針轉(zhuǎn)動或順時針轉(zhuǎn)動，但兩者是相同的線速度、角速度、周期存在著定量關(guān)系是相同的線速度、角速度、周期存在著定量關(guān)系圖圖2122皮帶傳動皮帶傳動如圖如圖213所示，所示，A點和點和B點分別是點分別是兩個輪子邊緣上的點，兩個輪子用皮兩個輪子邊緣上的點，兩個輪子用皮帶連起來，并且皮帶不打滑由于帶連起來，并且皮帶不打滑由于A、B兩點相當(dāng)兩點相當(dāng)于皮帶上的不同位置的點，所以它們的線速度必然于皮帶上的不同位置的點，所以它們的線速度必然相同，但是因為半徑不同，所以角速度不同它們相同，但是因為半徑不同，所以角速度不同它們運動的特點是轉(zhuǎn)動方向相同線速度、角速度、周運動的特點是轉(zhuǎn)動

16、方向相同線速度、角速度、周期存在著定量關(guān)系：期存在著定量關(guān)系：圖圖2133齒輪傳動齒輪傳動如圖如圖214所示，所示，A點和點和B點分別是點分別是兩個齒輪的邊緣上的點，兩個齒輪的兩個齒輪的邊緣上的點，兩個齒輪的輪齒嚙合兩個輪子在同一時間內(nèi)轉(zhuǎn)輪齒嚙合兩個輪子在同一時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等，或者說過的齒數(shù)相等，或者說A、B兩點的線速度相等，兩點的線速度相等，但它們的轉(zhuǎn)動方向恰好相反，即當(dāng)?shù)鼈兊霓D(zhuǎn)動方向恰好相反，即當(dāng)A順時針轉(zhuǎn)動時順時針轉(zhuǎn)動時，B逆時針轉(zhuǎn)動線速度、角速度、周期存在著定逆時針轉(zhuǎn)動線速度、角速度、周期存在著定量關(guān)系：量關(guān)系：式中式中n1、n2分別表示齒輪的齒數(shù)分別表示齒輪的齒數(shù)圖圖214特別

17、提醒：特別提醒：(1)v、r間的關(guān)系為瞬時對應(yīng)關(guān)系且間的關(guān)系為瞬時對應(yīng)關(guān)系且適用于所有的圓周運動適用于所有的圓周運動(2)討論討論v、r三者間的關(guān)系時，應(yīng)先明確不變量三者間的關(guān)系時，應(yīng)先明確不變量，然后再確定另外兩個量間的正、反比關(guān)系，然后再確定另外兩個量間的正、反比關(guān)系(3)在處理傳動裝置中各物理量間的關(guān)系時，關(guān)鍵是在處理傳動裝置中各物理量間的關(guān)系時，關(guān)鍵是確定其相同的量確定其相同的量(線速度或角速度線速度或角速度)，再由描述圓周，再由描述圓周運動的各物理量間的關(guān)系，確定其他各量間的關(guān)系運動的各物理量間的關(guān)系，確定其他各量間的關(guān)系.即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)3(

18、雙選雙選)如圖如圖215所示，為某一皮帶傳動裝置所示，為某一皮帶傳動裝置主動輪的半徑為主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為，從動輪的半徑為r2.已知主動已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑下列說法正確的是滑下列說法正確的是()圖圖215解析：解析：選選BC.主動輪順時針轉(zhuǎn)動時，皮帶帶動從動主動輪順時針轉(zhuǎn)動時，皮帶帶動從動輪逆時針轉(zhuǎn)動，輪逆時針轉(zhuǎn)動，A項錯誤，項錯誤，B項正確；由于兩輪邊項正確；由于兩輪邊緣線速度大小相等，根據(jù)緣線速度大小相等，根據(jù)v2rn，可得兩輪轉(zhuǎn)速，可得兩輪轉(zhuǎn)速與半徑成反比，所以與半徑成反比，所以C項正確，項正確，D

19、項錯誤項錯誤課堂互動講練課堂互動講練(單選單選)靜止在地球上的物體都要隨地球一起靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是()A它們的運動周期都是相同的它們的運動周期都是相同的B它們的線速度都是相同的它們的線速度都是相同的C它們的線速度大小都是相同的它們的線速度大小都是相同的D它們的角速度是不同的它們的角速度是不同的描述圓周運動的物理量描述圓周運動的物理量【思路點撥思路點撥】地球上的物體繞地軸轉(zhuǎn)動時，各點地球上的物體繞地軸轉(zhuǎn)動時，各點具有相同的角速度具有相同的角速度，但各點的半徑不一定相同，但各點的半徑不一定相同，根據(jù)根據(jù)vr可知線速度的大小不一定相同解答問可

20、知線速度的大小不一定相同解答問題時，要特別注意物體運動的特點及它們的角速度題時，要特別注意物體運動的特點及它們的角速度和線速度的大小變化情況，掌握概念的本質(zhì)特征和線速度的大小變化情況，掌握概念的本質(zhì)特征【自主解答】【自主解答】如圖如圖216所示，所示，地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，地球上各點的地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，地球上各點的周期和角速度都是相同的地球表面周期和角速度都是相同的地球表面物體做圓周運動的平面是物體所在緯物體做圓周運動的平面是物體所在緯圖圖216度線平面，其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上，不同緯度度線平面，其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上，不同緯度處的物體圓周運動的半徑是不同的，只有同一緯度處的物體圓周運動的

21、半徑是不同的，只有同一緯度處物體的轉(zhuǎn)動半徑相等，線速度的大小才相等但處物體的轉(zhuǎn)動半徑相等，線速度的大小才相等但即使物體的線速度大小相同，方向也各不相同即使物體的線速度大小相同，方向也各不相同【答案答案】A變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練(單選單選)如圖如圖217所示是一個玩具所示是一個玩具陀螺陀螺a、b和和c是陀螺上的三個點是陀螺上的三個點當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是()Aa、b和和c三點的線速度大小相等三點的線速度大小相等Ba、b和和c三點的角速度相等三點的角速度相等Ca、b的角速度比的角速度比c的大的大Dc的線速度

22、比的線速度比a、b的大的大圖圖217解析：解析：選選B.由于由于a、b、c三點是陀螺上的三個點，三點是陀螺上的三個點，所以當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)動時，三個點的角速度相同，選項所以當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)動時，三個點的角速度相同，選項B正確，正確，C錯誤；根據(jù)錯誤；根據(jù)vr，由于，由于a、b、c三點的三點的半徑不同，半徑不同，rarbrc，所以有，所以有vavbvc，選項，選項A、D均錯誤均錯誤如圖如圖218所示的傳動裝置中，所示的傳動裝置中，B、C兩兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關(guān)系是動，三輪半徑關(guān)系是rArC2rB，若皮帶不打滑，若皮帶不打滑，求，求A、B、C輪邊緣的輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比三點的角速度之比和線速度之比和線速度之比傳動裝置中各物理量的關(guān)系傳動裝置中各物理量的關(guān)系圖圖218【精講精析精講精析】A、B兩輪邊緣線速度大小相等，兩輪邊緣線速度大小相等，B、C兩輪的角速度相等，結(jié)合兩輪的角速度相等，結(jié)合vr找出比例關(guān)找出比例關(guān)系系.A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，即兩輪邊緣的線速度大小相等，即vavb或或vavb11由由vr得得abrBrA12B、C兩輪的角速度相等，即兩輪的角速度相等，即bc或或b c1 1由由vr得得vbvcrBrC12由由得