2020版新教材高中物理 第6章 圓周運(yùn)動(dòng) 1 圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2
《2020版新教材高中物理 第6章 圓周運(yùn)動(dòng) 1 圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版新教材高中物理 第6章 圓周運(yùn)動(dòng) 1 圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2(11頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、1.圓周運(yùn)動(dòng) 【學(xué)習(xí)素養(yǎng)·明目標(biāo)】 物理觀念:1.知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng),知道它是變速運(yùn)動(dòng).2.掌握線速度的定義式,理解線速度的大小、方向的特點(diǎn).3.掌握角速度的定義式,知道周期、轉(zhuǎn)速的概念.4.理解掌握公式v=ωr和ω=2πn. 科學(xué)思維:1.通過(guò)“描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢”的學(xué)習(xí),體會(huì)對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題可以從不同的角度進(jìn)行研究.2.會(huì)應(yīng)用線速度、角速度、周期間的關(guān)系,對(duì)兩種傳動(dòng)裝置進(jìn)行分析. 一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 1.圓周運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)軌跡為圓周或一段圓弧的機(jī)械運(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). 2.線速度 (1)物理意義:描述圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)快慢. (2)定義
2、公式:v=. (3)方向:線速度是矢量,其方向?yàn)槲矬w做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)該點(diǎn)的切線方向. 3.角速度 (1)物理意義:描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢. (2)定義公式:ω=. (3)單位:弧度/秒,符號(hào)是rad/s. 4.轉(zhuǎn)速和周期 (1)轉(zhuǎn)速:物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù). (2)周期:物體轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間. 二、勻速圓周運(yùn)動(dòng) 1.定義:線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng). 2.特點(diǎn) (1)線速度大小不變,方向不斷變化,是一種變速運(yùn)動(dòng). (2)角速度不變(選填“變”或“不變”). (3)轉(zhuǎn)速、周期不變(選填“變”或“不變”). 1.思考判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”) (1)
3、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(guò)的弧長(zhǎng)相等. (√) (5)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同. (×) (6)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng). (×) 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 BCD [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.] 3.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度、角速度、周
4、期的關(guān)系,下面說(shuō)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 [由v=ωr知,ω=,角速度與線速度、半徑兩個(gè)因素有關(guān),線速度大的角速度不一定大,A錯(cuò)誤;同樣,r=,半徑與線速度、角速度兩個(gè)因素有關(guān),角速度大的半徑不一定小,C錯(cuò)誤;由T=知,周期與半徑、線速度兩個(gè)因素有關(guān),線速度大的周期不一定小,B錯(cuò)誤;而由T=可知,ω越大,T越小,D正確.] 描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系 [觀察探究] 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)
5、: (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. [探究歸納] 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)系的理解 (1)角速度、周期、轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的理解:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由ω==2πn知,角速度、周期、轉(zhuǎn)速三個(gè)物理量,只要其中一個(gè)物理量確定了,其余兩個(gè)物理量也唯一確定了. (2)線速度與角速度之間關(guān)系的理解:由v=ω·r知,r一定時(shí),v∝ω;v一定時(shí),ω∝;ω一定時(shí),v∝
6、r. 【例1】 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,10 s內(nèi)沿半徑為20 m的圓周運(yùn)動(dòng)100 m,試求物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí): (1)線速度的大??; (2)角速度的大?。? (3)周期的大?。? [解析] (1)依據(jù)線速度的定義式v=可得v== m/s=10 m/s. (2)依據(jù)v=ωr可得ω== rad/s=0.5 rad/s. (3)T== s=4π s. [答案] (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s 1.一個(gè)物體以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.軌道半徑越大線速度越大 B.軌道半徑越大線速度越小 C.軌道半徑越大周期越大
7、D.軌道半徑越大周期越小 A [由于物體的角速度ω一定,根據(jù)v=ω·r可知,軌道半徑越大線速度越大,A對(duì),B錯(cuò);由于T=,故物體運(yùn)動(dòng)周期與軌道半徑大小無(wú)關(guān),C、D錯(cuò).] 幾種常見的傳動(dòng)裝置對(duì)比 [觀察探究] 如圖為兩種傳動(dòng)裝置的模型圖. (1)甲圖為皮帶傳動(dòng)裝置,試分析A、B兩點(diǎn)的線速度及角速度關(guān)系. (2)乙圖為同軸傳動(dòng)裝置,試分析A、C兩點(diǎn)的角速度及線速度關(guān)系. 提示:(1)皮帶傳動(dòng)時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi),A、B兩點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等,所以兩點(diǎn)的線速度大小相同,又v=rω,當(dāng)v一定時(shí),角速度與半徑成反比,半徑大的角速度小. (2)同軸傳動(dòng)時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi),A、C兩點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的
8、角度相等,所以這兩點(diǎn)的角速度相同,又因?yàn)関=rω,當(dāng)ω一定時(shí),線速度與半徑成正比,半徑大的線速度大. [探究歸納] 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) 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 規(guī)律 線速度與半徑成正比:= 角速度與半徑成反比: = 周期與半徑成正比:= 角速度與半徑成反比: == 周期與半徑成正比:=
9、【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. [解析] A、B兩輪通過(guò)皮帶傳動(dòng),皮帶不打滑,則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等,即va=vb或va∶vb=1∶1 ① 由v=ωr得ωa∶ωb=rB∶rA=1∶2 ② B、C兩輪固定在一起同軸轉(zhuǎn)動(dòng),則B、C兩輪的角速度相等,即ωb=ωc或ωb∶ωc=1∶1 ③ 由v=ωr得vb∶vc=rB∶rC=1∶2 ④ 由②③得ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2 由①④得va∶vb∶vc=1∶1∶2
10、. [答案] 1∶2∶2 1∶1∶2 上例中,若C輪的轉(zhuǎn)速為n r/s,其他條件不變,則A輪邊緣的線速度和角速度各為多大? 提示:由ω=2πn,則vb=ωrB va=vb=2πn·rB ωa===πn. 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). 2.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
11、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( ) A.ω B.ω C.ω D.9ω D [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.] 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題 [要點(diǎn)歸納] 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性和多解性: 因勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周
12、期性,使得前一個(gè)周期中發(fā)生的事件在后一個(gè)周期中同樣可能發(fā)生,這就要求我們?cè)诖_定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí),必須把各種可能都考慮進(jìn)去,一般t=nT(T為運(yùn)動(dòng)周期,n為運(yùn)動(dòng)圈數(shù)). 【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(guò)盤心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),則下列關(guān)系式正確的是( ) A.dv=L2g B.ωL=π(1+2n)v0(n=0,1,2,3…) C.v0=ω D.dω2=gπ2(1+2n)2(n=0,1,2,3,…) B [依題意,飛鏢
13、做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí),圓盤上A點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),恰好擊中A點(diǎn),說(shuō)明A正好在最低點(diǎn)被擊中,則A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=,平拋的時(shí)間t=,則有=(n=0,1,2,3,…),B正確,C錯(cuò)誤;平拋的豎直位移為d,則d=gt2,聯(lián)立有dω2=gπ2(2n+1)2(n=0,1,2,3,…),A、D錯(cuò)誤.] 勻速圓周運(yùn)動(dòng)多解問(wèn)題 (1)明確兩個(gè)物體參與運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和求解的問(wèn)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(wèn)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(guò)的角度θ上
14、再加上2nπ,具體n的取值應(yīng)視情況而定. 3.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. [解析] 小球做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上h=gt2,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=.又因?yàn)樗轿灰茷镽 所以小球的初速度v==R· 在時(shí)間t內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ=n·2π(n=1,2,3…),其中n為圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù), 又因?yàn)棣龋溅豻,則圓盤角速度ω==2nπ(n=1,2,3…). [答案] R· 2nπ(n=1,2,3…) 課 堂 小 結(jié) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)
15、動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小處處相等的圓周運(yùn)動(dòng). 2.質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度與所用時(shí)間的比值為線速度大?。话霃睫D(zhuǎn)過(guò)的角度Δθ與所用時(shí)間的比值稱為角速度,角速度恒定的圓周運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng). 3.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,經(jīng)過(guò)一周所用的時(shí)間叫周期,物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速. 4.線速度、角速度、周期的關(guān)系為:v=ωr=,T=. 1.(多選)對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下列說(shuō)法正確的是( ) A.根據(jù)T=,線速度越大,則周期越小 B.根據(jù)T=,角速度越大,則周期越小 C.角速度越大,速度的方向變化越快 D.線速度越大,速度的方向變化越快 BC [根據(jù)T=,當(dāng)軌道半徑一定
16、時(shí),才有線速度越大,周期越小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;角速度越大,周期越小,選項(xiàng)B正確;單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)與圓心的連線(圓半徑)轉(zhuǎn)過(guò)的角度越大,速度的方向變化越快,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.] 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(shuō)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∶2 C.它們的周期之比為2∶3 D.它們的周期之比為1∶3 AD [因?yàn)椋剑?,且?,因此=×=,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=,則==,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.] 3.如圖所示,兩個(gè)輪子的半徑均為R,兩輪的轉(zhuǎn)軸
17、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?lè)较騽蛩俎D(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 [木板與兩輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí),木板運(yùn)動(dòng)的速度與輪邊緣的線速度相同,由題意知木板的重心由右輪正上方移到左輪正上方的過(guò)程中的位移大小為d,則有d=ωRt,得t=,B正確.] 4.如圖是自行車的傳動(dòng)部分,大齒輪通過(guò)鏈條帶動(dòng)小齒輪(固定在后輪軸上)轉(zhuǎn)動(dòng),c、b、a分別是大齒輪、小齒輪、后輪邊緣上的三點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( ) A.c、b兩點(diǎn)的角速度相等 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的線速度大小相等 C.a(chǎn)點(diǎn)角速度比c點(diǎn)角速度小 D.a(chǎn)點(diǎn)線速度比c點(diǎn)線速度大 D [同線傳動(dòng)線速度相等,同軸傳動(dòng)角速度相等.由圖可知b、c兩點(diǎn)線速度相等,即vb=vc,由于c的半徑大于b的半徑,根據(jù)v=ωr可知,ωb>ωc,故A錯(cuò)誤;后輪邊緣點(diǎn)a與小齒輪邊緣點(diǎn)b為同軸,所以角速度相等即ωa=ωb,因?yàn)閍的半徑大于b的半徑,由v=ωr可知,va>vb,故B錯(cuò)誤;由以上可知ωa=ωb>ωc,va>vb=vc,故C錯(cuò)誤,D正確.] 11
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 110中國(guó)人民警察節(jié)(筑牢忠誠(chéng)警魂感受別樣警彩)
- 2025正字當(dāng)頭廉字入心爭(zhēng)當(dāng)公安隊(duì)伍鐵軍
- XX國(guó)企干部警示教育片觀后感筑牢信仰之基堅(jiān)守廉潔底線
- 2025做擔(dān)當(dāng)時(shí)代大任的中國(guó)青年P(guān)PT青年思想教育微黨課
- 2025新年工作部署會(huì)圍繞六個(gè)干字提要求
- XX地區(qū)中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 支部書記上黨課筑牢清廉信念為高質(zhì)量發(fā)展?fàn)I造風(fēng)清氣正的環(huán)境
- 冬季消防安全知識(shí)培訓(xùn)冬季用電防火安全
- 2025加強(qiáng)政治引領(lǐng)(政治引領(lǐng)是現(xiàn)代政黨的重要功能)
- 主播直播培訓(xùn)直播技巧與方法
- 2025六廉六進(jìn)持續(xù)涵養(yǎng)良好政治生態(tài)
- 員工職業(yè)生涯規(guī)劃方案制定個(gè)人職業(yè)生涯規(guī)劃
- 2024年XX地區(qū)黨建引領(lǐng)鄉(xiāng)村振興工作總結(jié)
- XX中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 幼兒園期末家長(zhǎng)會(huì)長(zhǎng)長(zhǎng)的路慢慢地走