高中物理 第二章 勻速圓周運動 第1節(jié) 圓周運動 勻速圓周運動快慢的描述學案 教科版必修2.doc

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勻速圓周運動的快慢的描述 一、考點突破： 知識點 考綱要求 題型 說明 勻速圓周運動快慢的描述 1. 熟練掌握描述勻速圓周運動快慢的物理量的關系； 2. 掌握兩種典型實例（皮帶傳動和同軸轉動的特點） 選擇題、計算題 屬于高頻考點，主要把實際物理問題抽象出圓周運動模型，利用兩種模型的特點進行解題，如變速車的傳動及車上發(fā)電機的傳動問題等 二、重難點提示： 重點：掌握兩種典型實例——皮帶傳動和同軸轉動的特點。 難點：利用各物理量在兩種模型中的比例關系解決問題。 一、描述圓周運動快慢的物理量 物理量 大小 方向 國際單位 物理意義 定義 線速度v v＝s/t（s—弧長） v＝2 π r/T 沿圓周的切線方向 m/s 表示質點沿圓周運動的快慢 物體沿圓周通過的弧長與所用時間的比值 角速度ω ω＝θ/t ω＝2 π /T 有 rad/s 表示質點轉動的快慢 運動物體與圓心連線掃過的角的弧度數(shù)與所用時間的比值 周期T T＝＝1/f 標量 s 表示質點轉動的快慢 物體沿圓周運動一周所用的時間 頻率f f＝1/T 標量 Hz 表示質點轉動的快慢 物體單位時間內(nèi)轉過的圈數(shù) 轉速n n＝f＝1/T 標量 r/s 表示質點轉動的快慢 物體單位時間內(nèi)轉過的圈數(shù) 【規(guī)律總結】 （1）各物理量關系 （2）公式中n的單位一定要用r/s 二、兩種典型的傳動裝置 1. 高中階段所接觸的傳動主要有： （1）皮帶傳動、齒輪傳動、摩擦傳動； （2）同軸轉動。 2. 傳動裝置的特點 （1）同軸轉動：固定在一起共軸轉動的物體上各點角速度相同； （2）皮帶傳動、齒輪傳動和摩擦傳動：皮帶（或齒輪）傳動和不打滑的摩擦傳動的兩輪邊緣上各點線速度大小相等。 甲圖 乙圖 A、B為同軸轉動角速度相同；AC為皮帶傳動線速度相同。 例題1 如圖所示，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑，則（ ） A. a點與b點的線速度大小相等 B. a點與b點的角速度大小相等 C. a點與c點的線速度大小相等 D. a點與d點的向心加速度大小相等 思路分析：皮帶不打滑，故a、c兩點線速度相等，選C；c點、b點在同一輪軸上角速度相等，半徑不同，由，b點與c點線速度不相等，故a與b線速度不等，A錯；同樣可判定a與c角速度不同，即a與b角速度不同，B錯；設a點的線速度為，則a點向心加速度，由，，所以，故，D正確。本題正確答案C、D。 答案：CD 例題2 某種變速自行車，有六個飛輪和三個鏈輪，如圖所示。鏈輪和飛輪的齒數(shù)如下表所示，前、后輪直徑均為660 mm，人騎該車行進的速度為4 m/s時，腳踩踏板做勻速圓周運動的角速度最小值約為（　　） 名稱 鏈輪 飛輪 齒數(shù)N/個 48 38 28 15 16 18 21 24 28 A. 1.9 rad/s B. 3.8 rad/s C. 6.5 rad/s D. 7.1 rad/s 思路分析：因為自行車行進的速度與前、后輪邊緣的線速度相等，所以后輪邊緣的線速度為4 m/s，后輪的角速度ω＝＝rad/s≈12 rad/s；又因飛輪與后輪為同軸裝置，所以飛輪的角速度ω1＝ω＝12 rad/s。又飛輪與鏈輪是用鏈條連接的，所以鏈輪與飛輪的線速度相同，即ω1r1＝ω2r2（式中r1、r2分別為飛輪和鏈輪的半徑）。因輪周長L＝NΔL＝2πr（式中N為齒數(shù)，ΔL為兩鄰齒間的弧長），所以r∝N，故ω1N1＝ω2N2。又踏板與鏈輪共軸，所以腳踩踏板的角速度ω3＝ω2＝ω1，欲使ω3最小，則須N1＝15，N2＝48，故ω3＝12 rad/s＝3.75 rad/s≈3.8 rad/s。故選B。 答案：B 【知識脈絡】 【規(guī)律總結】 【滿分訓練】 現(xiàn)在許多汽車都應用了自動無級變速裝置，不用離合器就可連續(xù)變換速度；如圖所示為截錐式變速模型示意圖，主動輪、從動輪之間有一個滾動輪，它們之間靠彼此的摩擦力帶動。當滾動輪處于主動輪直徑為D1、從動輪直徑為D2的位置時，主動輪轉速n1與從動輪轉速n2的關系是（ ） A. B. C. D. 思路分析：兩輪之間相同的線速度相同，對于主動輪，同理對于從動輪，所以即；A正確。 答案：A