新教材同步系列2024春高中物理第二章圓周運(yùn)動(dòng)第一節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件粵教版必修第二冊(cè)

第二章圓周運(yùn)動(dòng)①物理觀念：會(huì)用線速度、角速度、周期描述圓周運(yùn)動(dòng)，知道向心加速度的內(nèi)涵；能分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力；能用向心力及向心加速度等解釋生產(chǎn)、生活中的離心現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因．具有與勻速圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)及相互作用的觀念．②科學(xué)思維：能在熟悉情境中運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型解決問(wèn)題；能對(duì)常見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析推理，獲得結(jié)論；能用與勻速圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的證據(jù)說(shuō)明結(jié)論并做出解釋?zhuān)荒軓牟煌嵌确治鼋鉀Q勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．③科學(xué)探究：能完成“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”等物理實(shí)驗(yàn)；能分析物理現(xiàn)象，提出可探究的物理問(wèn)題；能在他人幫助下采用控制變量的方法設(shè)計(jì)相關(guān)的探究方案，解決問(wèn)題；能通過(guò)向心力演示儀等器材獲得證據(jù)；能分析歸納實(shí)驗(yàn)信息、形成與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嚓P(guān)的結(jié)論，做出解釋?zhuān)荒茏珜?xiě)比較完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在報(bào)告中能呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)表格、分析過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行交流．④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)對(duì)影響向心力大小因素的探究，認(rèn)識(shí)到物理學(xué)研究依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)與創(chuàng)新；有主動(dòng)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活的意識(shí)；能在合作中堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)，也能尊重他人；能體會(huì)物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用對(duì)日常生活的影響．本章重點(diǎn)①描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量；②向心力與向心加速度；③生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．本章難點(diǎn)①向心力來(lái)源分析；②豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)；③圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題；④生活中離心運(yùn)動(dòng)的分析．第一節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1．知道圓周運(yùn)動(dòng)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)的區(qū)別2．知道線速度的物理意義、定義式，勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度的特點(diǎn)3．知道角速度的物理意義、定義式及單位，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義4．掌握線速度和角速度的關(guān)系，角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關(guān)系1．通過(guò)實(shí)例，初步認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)2．通過(guò)對(duì)比分析并進(jìn)行討論，理解幾個(gè)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量及其關(guān)系3．通過(guò)研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)，拓展對(duì)運(yùn)動(dòng)多樣性的認(rèn)識(shí)知識(shí)導(dǎo)圖課前·自主預(yù)習(xí)1．線速度(1)定義：在一段很短的時(shí)間內(nèi)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的________與所用________之比，v＝__________．(2)意義：描述物體做圓周________的快慢．(3)方向：物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)該點(diǎn)的______方向．2．勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小____________．(2)性質(zhì)：線速度的方向是時(shí)刻______的，所以是一種_____運(yùn)動(dòng)．線速度弧長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)切線不隨時(shí)間變化改變變速【答案】不是，速度方向不斷變化．Δl表示通過(guò)的弧長(zhǎng)，不是位移．但當(dāng)Δt→0時(shí)，Δl等于物體在Δt內(nèi)的位移Δs的大?。?．角速度(1)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，半徑轉(zhuǎn)過(guò)的________與所用________之比．(2)定義式：ω＝____________．(3)單位：____________，符號(hào)為_(kāi)_______．(4)物理意義：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體繞圓心______快慢的物理量．角速度、周期和轉(zhuǎn)速角度時(shí)間弧度每秒rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)2．周期做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)________所用的時(shí)間，用T表示，單位是________．3．轉(zhuǎn)速物體轉(zhuǎn)動(dòng)的________與所用時(shí)間之比，常用符號(hào)n表示．單位為轉(zhuǎn)每秒(r/s)或轉(zhuǎn)每分(r/min)．一周s圈數(shù)(多選)下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是

(

)A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度不變D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不變【答案】BD

【解析】勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變，方向時(shí)刻改變，故A、C錯(cuò)誤，B正確；勻速圓周運(yùn)動(dòng)中角速度是不變的，故D正確．線速度、角速度和周期的關(guān)系ωr自行車(chē)大齒輪和小齒輪是鏈條傳動(dòng)，兩齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是否相同？【答案】不相同．因?yàn)榫€速度大小相同，但半徑不同，故角速度不同．課堂·重難探究1．線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速都是用來(lái)描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的，但它們描述的角度不同．(1)線速度v描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢．(2)角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢．描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量2．圓周運(yùn)動(dòng)中的各物理量3．線速度與角速度的關(guān)系式v＝ωr(1)公式中各量間的關(guān)系．①當(dāng)半徑r一定時(shí)，線速度v與角速度ω成正比．②當(dāng)角速度ω一定時(shí)，線速度v與半徑r成正比．③當(dāng)線速度v一定時(shí)，角速度ω與半徑r成反比．(2)各量之間的關(guān)系對(duì)應(yīng)圖像如圖所示．例1

(2023年肇慶一中期中)如圖是一種叫“指尖陀螺”的玩具．當(dāng)將陀螺繞位于中心A的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，陀螺上的B、C兩點(diǎn)的周期(TB和TC)、角速度(ωB和ωC)、線速度(vB和vC)的關(guān)系正確的是

(

)A．TB＝TC，vB>vC

B．TB＝TC，vB<vCC．

ωB＝ωC，vB＝vC

D．TB>TC，vB<vC【答案】B

【解析】由于是共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以B、C兩點(diǎn)的角速度相等，則有ωB＝ωC，則轉(zhuǎn)動(dòng)周期相等，即TB＝TC．由于C的半徑大于B的半徑，所以根據(jù)v＝rω，知C的線速度大于B的線速度，即vB<vC，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．變式1

A、B分別是地球上的兩個(gè)物體，A在北緯某城市，B在赤道上某地，如圖所示．當(dāng)它們隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)，角速度分別是ωA、ωB，線速度大小分別是vA、vB．下列說(shuō)法正確的是

(

)A．ωA＝ωB，vA<vB

B．ωA＝ωB，vA>vBC．ωA<ωB，vA＝vB

D．ωA>ωB，vA<vB【答案】A

常見(jiàn)的傳動(dòng)裝置例2

如圖所示為一自行車(chē)的局部結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)連接腳踏板的連桿長(zhǎng)為L(zhǎng)1，由腳踏板帶動(dòng)半徑為r1的大輪盤(pán)(牙盤(pán))，通過(guò)鏈條與半徑為r2的小輪盤(pán)(飛輪)連接，小輪盤(pán)帶動(dòng)半徑為R的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使自行車(chē)在水平路面上勻速前進(jìn)．

(1)自行車(chē)牙盤(pán)的半徑一般要大于飛輪的半徑，想想看，這是為什么？(2)設(shè)L1＝18cm，r1＝12cm，r2＝6cm，R＝30cm，為了維持自行車(chē)以v＝3m/s的速度在水平路面上勻速行駛，請(qǐng)你計(jì)算一下每分鐘要踩踏板幾圈．(3)若某種變速自行車(chē)有6個(gè)飛輪和3個(gè)牙盤(pán)，牙盤(pán)和飛輪的齒數(shù)如下表所示，若人騎該車(chē)行進(jìn)的速度一定，選用哪種齒數(shù)的牙盤(pán)和飛輪，人踩腳踏板的角速度最??？為什么？名稱(chēng)牙盤(pán)飛輪齒數(shù)N/個(gè)483828151618212428【答案】(1)見(jiàn)解析(2)48圈(3)見(jiàn)解析【解析】(1)通過(guò)鏈條相連的牙盤(pán)和飛輪邊緣的線速度相同，當(dāng)牙盤(pán)的半徑大于飛輪的半徑時(shí)，由v＝ωr知人踩腳踏板的角速度小于飛輪的角速度，從而能夠提速快．變式2

(多選)(2023年中山統(tǒng)考)20世紀(jì)70年代我國(guó)農(nóng)村常用轆轤澆灌農(nóng)田，其模型圖如圖所示，細(xì)繩繞在半徑為r的輪軸上，繩的另一端懸掛一個(gè)水桶M，輪軸上均勻分布著6根手柄，柄端有6個(gè)質(zhì)量均勻的小球m．球離軸心的距離為R，輪軸、繩(極細(xì))及手柄的質(zhì)量以及摩擦均不計(jì)．當(dāng)手柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)n周把水桶提上來(lái)時(shí)，則(

)A．小球的角速度為2πnrad/sB．輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等于小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度C．水桶的速度是小球轉(zhuǎn)動(dòng)線速度的

倍D．輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)了nR周【答案】BC

傳動(dòng)問(wèn)題是圓周運(yùn)動(dòng)部分的一種常見(jiàn)題型，在分析此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵是要明確什么量相等，什么量不等，在通常情況下，應(yīng)抓住以下兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度ω、轉(zhuǎn)速n和周期T相等，而各點(diǎn)的線速度v＝ωr與半徑r成正比．核心素養(yǎng)應(yīng)用科學(xué)思維——圓周運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題1．多解原因：圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題多解的原因一般是由圓周運(yùn)動(dòng)的周期性引起的．2．問(wèn)題特點(diǎn)：一般是一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)(或其他運(yùn)動(dòng))相結(jié)合的題目．3．解題思路：先求解一個(gè)周期的情況，再根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的周期性，將時(shí)間改為nT，或?qū)⑥D(zhuǎn)過(guò)的角度改為2πn，n的取值視情況而定．例3

(多選)如圖所示，電風(fēng)扇在閃光燈下運(yùn)轉(zhuǎn)，閃光燈每秒閃30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(jué)扇葉不動(dòng)，則風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可能是

(

)A．600r/min B．900r/minC．1200r/min D．3000r/min【答案】ACD

例4如圖所示，一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤(pán)的直徑為d，飛鏢距圓盤(pán)的距離為L(zhǎng)，且對(duì)準(zhǔn)圓盤(pán)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(pán)繞盤(pán)中心O的水平軸勻速運(yùn)動(dòng)，角速度為ω．若飛鏢恰好擊中A點(diǎn)，重力加速度為g，則下列關(guān)系正確的是(

)【答案】B

小練·隨堂鞏固1．關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度恒定的運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度不變的運(yùn)動(dòng)D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng)【答案】D

【解析】勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度大小不變，方向時(shí)刻改變的變速運(yùn)動(dòng)，A、C錯(cuò)誤，D正確；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度不為零，總是指向圓心，方向時(shí)刻改變，是變加速曲線運(yùn)動(dòng)，不是勻變速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤．2．(2023年清遠(yuǎn)期末)共享單車(chē)方便人們的出行．如圖所示，單車(chē)的大齒輪、小齒輪，后輪是相互關(guān)聯(lián)的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，其邊緣有三個(gè)點(diǎn)A、B、C，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等B．B、C兩點(diǎn)的線速度大小相等C．C點(diǎn)的線速度大于A點(diǎn)的線速度D．A點(diǎn)的周期小于B點(diǎn)的周期【答案】C

3．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度v、角速度ω、周期T、半徑R之間的關(guān)系，正確的是

(

)【答案】C

4．(多選)如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪O1和O2，齒數(shù)比為4∶3，下列正確的是

(

)A．O1和O2齒輪的周期比3∶4B．O1和O2齒輪的半徑比4∶3C．兩齒輪上A、B兩點(diǎn)的線速度大小之比為1∶1D．O1和O2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小之比4∶3【答案】BC

5．(2023年福州階段檢測(cè))修正帶是學(xué)生常用的學(xué)習(xí)工具之一，其結(jié)構(gòu)如