《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)課件VIP

1．圓周運(yùn)動(dòng)第六章圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.[物理觀念]通過研究，認(rèn)識(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，知道它是變速運(yùn)動(dòng)。2.[科學(xué)思維]理解線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速的概念，會(huì)對(duì)它們進(jìn)行定量計(jì)算。3.[科學(xué)思維]掌握描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系，并會(huì)解決有關(guān)問題。4.[科學(xué)思維]掌握處理傳動(dòng)問題的基本方法。3自主預(yù)習(xí)探新知閱讀本節(jié)教材，回答第23頁“問題”并梳理必要知識(shí)點(diǎn)。教材第23頁“問題”提示：(1)大、小齒輪用鏈條連接，邊緣上的點(diǎn)速度大小相等，故運(yùn)動(dòng)的一樣快；(2)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的越快。(3)比兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢，可以從以下三個(gè)角度分析：①比較兩點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)；②比較兩點(diǎn)與圓心的連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過的圓心角；③比較兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一周所需時(shí)間的長(zhǎng)短。知識(shí)梳理一、圓周運(yùn)動(dòng)及線速度1．圓周運(yùn)動(dòng)的概念運(yùn)動(dòng)軌跡為______________的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，稱為圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，故一定是變速運(yùn)動(dòng)。圓周或一段圓弧2．線速度(1)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，通過的____與所用時(shí)間的比值叫作線速度的大小。用v表示。(2)表達(dá)式：v＝____，單位為米/秒，符號(hào)是____。(3)方向：線速度是矢量，物體經(jīng)過圓周上某點(diǎn)時(shí)的線速度方向就是圓周上該點(diǎn)的____方向。弧長(zhǎng)切線

(4)物理意義：線速度是描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，當(dāng)Δt很小時(shí)，其物理意義與________相同。(5)勻速圓周運(yùn)動(dòng)：如果物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小________，這種運(yùn)動(dòng)叫作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。瞬時(shí)速度處處相等[注意]

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)，它的線速度方向時(shí)刻在變化，因而勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻速運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)格地說，應(yīng)該將其稱為勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。二、角速度1．定義：如圖所示，物體在Δt時(shí)間內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B。半徑OA在這段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角___與所用時(shí)間Δt之比叫作角速度，用符號(hào)ω表示。

2．表達(dá)式：ω＝_____。3．國(guó)際單位：弧度每秒，符號(hào)______。4．物理意義：角速度是描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量。5．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是__________的圓周運(yùn)動(dòng)。在國(guó)際單位制中角的度量單位為“弧度”，在利用公式ω＝

計(jì)算角速度時(shí)，Δθ的單位是“弧度”。360°＝2π弧度角速度不變r(jià)ad/s

三、周期1．周期：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)____所用的時(shí)間叫作周期，用___表示，單位為_______。2．轉(zhuǎn)速：物體轉(zhuǎn)動(dòng)的____與所用時(shí)間之比，叫作轉(zhuǎn)速。通常用符號(hào)_表示，單位為______________或________________。3．物理意義：描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。一周T秒(s)圈數(shù)n轉(zhuǎn)每秒(r/s)轉(zhuǎn)每分(r/min)四、線速度與角速度的關(guān)系1．兩者關(guān)系：在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度大小等于____________________________。2．表達(dá)式：v＝__。角速度的大小與半徑的乘積

1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線速度的方向是不斷變化的。 ()(2)線速度越大，角速度一定越大。 ()(3)轉(zhuǎn)速越大，周期一定越大。 ()(4)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)相等。 ()√××√基礎(chǔ)自測(cè)2．(多選)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列物理量中不變的是(

)A．速度B．速率C．周期D．轉(zhuǎn)速解析：[速度是矢量，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向不斷改變；速率、周期、轉(zhuǎn)速都是標(biāo)量，B、C、D正確。]BCD3．關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度、角速度、周期的關(guān)系，下面說法中正確的是(

)A．線速度大的角速度一定大B．線速度大的周期一定小C．角速度大的半徑一定小D．角速度大的周期一定小D

合作探究攻重難考點(diǎn)1描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量如圖所示是一個(gè)玩具陀螺，a、b、c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)；當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)：情境引入·助學(xué)助教(1)陀螺繞垂直于地面的軸線穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)角速度和周期各有什么關(guān)系？(2)a、b、c三點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度有什么關(guān)系？提示：(1)ωa＝ωb＝ωc，Ta＝Tb＝Tc。(2)va＝vc>vb。1．描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系2.描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間關(guān)系的分析技巧（1）角速度、周期、轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的分析：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由知，角速度、周期、轉(zhuǎn)速三個(gè)物理量，只要其中個(gè)物理量確定了，其余兩個(gè)物理量也唯一確定了。

[特別提示]

在討論v、ω、r三者的關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用控制變量法，先保持其中一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量之間的關(guān)系。ω、T和n三個(gè)物理量可相互換算，只要其中一個(gè)量確定，其余兩個(gè)量也就確定了。車型：20寸(車輪直徑：508mm)電池規(guī)格：36V，12A·h(蓄電量)整車質(zhì)量：40kg額定轉(zhuǎn)速：210r/min外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm充電時(shí)間：2～8h電機(jī)：后輪驅(qū)動(dòng)、直流永磁式電機(jī)額定工作電壓/電流：36V/5A【例1】某品牌電動(dòng)自行車的銘牌如下：根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知該車的額定時(shí)速約為(

)A．15km/h

B．18km/hC．20km/h D．25km/hC

[思路點(diǎn)撥]車的速度與車輪邊緣的線速度大小相等，再根據(jù)

和可求得車速。

求解圓周運(yùn)動(dòng)中各物理量間的關(guān)系問題時(shí)，首先必須明確線速度、角速度、周期、頻率(即轉(zhuǎn)速)等，都是從不同角度描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量，通過分析題給條件，弄清問題中哪些物理量不變，然后根據(jù)v＝rω，ω＝

，T＝

等關(guān)系式求解。規(guī)律方法

跟進(jìn)訓(xùn)練1．(對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量定義的理解)(多選)甲沿著半徑為R的圓周跑道勻速跑步，乙沿著半徑為2R的圓周跑道勻速跑步。在相同的時(shí)間內(nèi)，甲、乙各自跑了一圈，他們的角速度分別為ω1、ω2，線速度大小分別為v1、v2，頻率分別為f1、f2，則(

)A．ω1＞ω2，f1＞f2 B．ω1＝ω2，f1＝f2C．ω1＝ω2，v1＜v2 D．ω1＜ω2，v1＞v2BC

2．(對(duì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系的理解)嘉興某高中開設(shè)了糕點(diǎn)制作的選修課，小明同學(xué)在體驗(yàn)糕點(diǎn)制作的“裱花”環(huán)節(jié)時(shí)，如圖所示，他在繞中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上放了一塊直徑8英寸(20cm)的蛋糕，在蛋糕邊緣上每隔4s“點(diǎn)”一次奶油，蛋糕隨圓盤轉(zhuǎn)一周后均勻“點(diǎn)”上了15次奶油，則下列說法正確的是(

)B

考點(diǎn)2三種傳動(dòng)方式情境：蹺蹺板的支點(diǎn)位于板的中點(diǎn)，兩個(gè)小朋友坐在兩端。情境引入·助學(xué)助教討論：(1)在撬動(dòng)蹺蹺板的某一時(shí)刻，兩個(gè)小朋友的線速度的大小關(guān)系及角速度的大小關(guān)系如何？(2)如果蹺蹺板的支點(diǎn)不在板的中點(diǎn)，線速度和角速度的關(guān)系如何？提示：(1)線速度和角速度都相同。(2)角速度相同，線速度不同。

同軸傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)裝置A、B兩點(diǎn)在同軸的一個(gè)圓盤上兩個(gè)輪子用皮帶連接，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)輪子邊緣的點(diǎn)兩個(gè)齒輪輪齒嚙合，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)(兩齒輪的齒數(shù)分別為n1、n2)1．三種傳動(dòng)裝置

同軸傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)角速度、周期相同線速度大小相同線速度大小相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同相同相反

同軸傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)規(guī)律

【例2】如圖所示的傳動(dòng)裝置中，B、C兩輪固定在一起同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩輪用皮帶傳動(dòng)，三個(gè)輪的半徑關(guān)系是rA＝rC＝2rB。若皮帶不打滑，求A、B、C三輪邊緣上a、b、c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比。

上例中，若C輪的轉(zhuǎn)速為nr/s，其他條件不變，則A輪邊緣的線速度和角速度各為多大？一題多變

傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)在處理傳動(dòng)裝置中各物理量間的關(guān)系時(shí)，關(guān)鍵是確定其相同的量。(1)同軸傳動(dòng)的物體上各點(diǎn)的角速度、轉(zhuǎn)速和周期相等，但在同一輪上半徑不同的各點(diǎn)線速度不同。(2)皮帶傳動(dòng)(皮帶不打滑)中與皮帶接觸的兩輪邊緣上各點(diǎn)(或咬合的齒輪邊緣的各點(diǎn))的線速度大小相同，角速度與半徑有關(guān)。規(guī)律方法A.3．如圖所示，普通輪椅一般由輪椅架、車輪、剎車裝置等組成。車輪有大車輪和小車輪，大車輪上固定有手輪圈，手輪圈由患者直接推動(dòng)。已知大車輪、手輪圈、小車輪的半徑之比為9∶8∶1，假設(shè)輪椅在地面上做直線運(yùn)動(dòng)，手和手輪圈之間、車輪和地面之間都不打滑，當(dāng)手推手輪圈的角速度為ω時(shí)，小車輪的角速度為(

)

C.B.D.D

解析：[手輪圈和大車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，都等于ω，大車輪、小車輪和地面之間不打滑，則大車輪與小車輪的線速度相等，若小車輪的半徑是r，則有v＝ω·9r＝ω′r，小車輪的角速度為ω′＝9ω，選項(xiàng)D正確。]考點(diǎn)3圓周運(yùn)動(dòng)的周期性和多解問題如圖所示，夜晚電風(fēng)扇在閃光燈下運(yùn)轉(zhuǎn)，閃光燈每秒閃45次，風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸O上裝有3個(gè)扇葉，它們互成120°角。當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察者感覺扇葉不動(dòng)。情境引入·助學(xué)助教討論：(1)扇葉上的每一點(diǎn)都在做什么運(yùn)動(dòng)？(2)觀察者感覺扇葉不動(dòng)，為什么？此時(shí)扇葉的轉(zhuǎn)速為多少？提示：(1)扇葉上每一點(diǎn)都在繞風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸做圓周運(yùn)動(dòng)。(2)每經(jīng)過特定的時(shí)間扇葉上每一點(diǎn)就會(huì)回到初始位置，所以觀察者感覺扇葉不動(dòng)。

1．問題特點(diǎn)(1)研究對(duì)象：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的多解問題含有兩個(gè)做不同運(yùn)動(dòng)的物體。(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：一個(gè)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)物體做其他形式的運(yùn)動(dòng)(如平拋運(yùn)動(dòng)，勻速直線運(yùn)動(dòng)等)。(3)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：由于兩物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)等時(shí)性建立等式求解待求物理量。2．分析技巧(1)抓住聯(lián)系點(diǎn)：明確題中兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，抓住兩運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系點(diǎn)。(2)先特殊后一般：先考慮第一個(gè)周期的情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的周期性，考慮多個(gè)周期時(shí)的規(guī)律。【例3】如圖所示，一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤的直徑為d，飛鏢距圓盤L，且對(duì)準(zhǔn)圓盤上邊緣的A點(diǎn)水平拋出，初速度為v0，飛鏢拋出的同時(shí)，圓盤繞垂直圓盤過盤心O的水平軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。若飛鏢恰好擊中A點(diǎn)，則下列關(guān)系式正確的是(

)

B[思路點(diǎn)撥]

圓周運(yùn)動(dòng)是一種周期性運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過一個(gè)周期物體都會(huì)回到原來的位置，本題中飛鏢恰好擊中A點(diǎn)說明在飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)圓盤應(yīng)轉(zhuǎn)過的弧度為(2n＋1)π(n＝0，1，2，3，…)。飛鏢的水平位移為L(zhǎng)，豎直位移為d，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)求解。

解決圓周運(yùn)動(dòng)多解問題的方法(1)明確兩個(gè)物體參與運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和求解的問題；兩個(gè)物體參與的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)雖然獨(dú)立進(jìn)行，但一定有聯(lián)系點(diǎn)，其聯(lián)系點(diǎn)一般是時(shí)間或位移等，抓住兩運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系點(diǎn)是解題關(guān)鍵。(2)注意圓周運(yùn)動(dòng)的周期性造成的多解。分析問題時(shí)可暫時(shí)不考慮周期性，表示出一個(gè)周期的情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的周期性，在轉(zhuǎn)過的角度θ上再加上2nπ，具體n的取值應(yīng)視情況而定。規(guī)律方法4．如圖所示，半徑為R的圓盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其正上方h處沿OB方向水平拋出一小球，要使球與盤只碰一次，且落點(diǎn)為B，求小球的初速度和圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω。

課堂小結(jié)·我的收獲當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基

BC

2．(多選)甲、乙兩個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它們的角速度之比為3∶1，線速度之比為2∶3，那么下列說法中正確的是(

)A．它們的半徑之比為2∶9

B．它們的半徑之比為1∶2C．它們的周期之比為2∶3D．它們的周期之比為1∶3AD

3．如圖所示，兩個(gè)輪子的半徑均為R，兩輪的轉(zhuǎn)軸O1、O2在同一水平面上，相互平行，相距為d，兩輪均以角速度ω逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。將一長(zhǎng)木板置于兩輪上，當(dāng)木板的重心位于右輪正上方時(shí)，木板與兩輪間已不再有相對(duì)滑動(dòng)。若木板的長(zhǎng)度L>2d，則木板的重心由右輪正上方移到左輪正上方所需的時(shí)間是(

)

A．B．C．D．B