2019-2020学年新教材高中物理 第六章 圆周运动 第1节 圆周运动课件 新人教版必修第二册

第1节圆周运动1.知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动。2.知道线速度的物理意义、定义式、矢量性，知道匀速圆周运动线速度的特点。3.知道角速度的物理意义、定义式及单位，了解转速和周期的意义。4.掌握线速度和角速度的关系，掌握角速度与转速、周期的关系。5.能在具体的情境中确定线速度和角速度与半径的关系。学习目标圆周运动转过的位置如何确定?时钟相同时间内通过的弧长相同时间内转过的角度转过一圈所用时间一段时间内转过的圈数比较描述圆周运动的物理量弧长转角(1)意义:描述质点沿圆周运动的快慢.(2)定义:质点通过的弧长Δs与所用时间Δt的比值(3)大小:v=ΔtΔs(4)方向:某点线速度方向沿圆周上该点的切线方向Δs是弧长并非位移当Δt趋近零时,弧长Δl就等于物体的位移,v就是瞬时速度.1.线速度∆s∆tAB(1)意义:描述质点绕圆心转动的快慢.(2)定义:圆周半径转过的角度Δ与所用时间Δt的比值(3)大小:(4)单位:弧度/秒(rad/s)ω=ΔtΔθΔθ△采用弧度制2.角速度srAB(5)弧度制:用弧长与半径的比值表示角的大小国际单位用弧度制rl==半径弧长3.转速n(r/s):单位时间内转过的圈数转速越大物体运动得越快4.周期T(s):转过一周所用的时间周期越大运动得越慢,周期越小运动得越快描述圆周运动快慢的物理量:线速度v、角速度w、转速n物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等.注意:匀速圆周运动是一种变速运动,“匀速”是指速率不变vvvo匀速圆周运动匀速圆周运动是指：速率、角速度、周期、频率、转速都不变的运动v===ωrΔtΔsΔtrΔθ∆sΔθr描述圆周运动各物理量的关系1.线速度与角速度的关系2.线速度与周期(频率)的关系:(转动一周)3.角速度与周期(频率)的关系:(转动一周)rfTrv22==fT22==1.同一传动两个重要的结论皮带传动齿轮传动摩擦传动cAB(相等时间里转过的弧长相等)同一传动各轮边缘上线速度相同BAvv=ABBArrww=BABArrTT=2.同轴转动(相等时间里转过的角度相等)同轴转动各点的角速度相同BAww=BABArrvv=BATT=CBA(1)A、B的线速度相同(2)B、C的角速度相同(3)B比A角速度大(4)C比B线速度大对自行车齿轮转动的描述地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗?角速度一样吗?线速度大小一样吗?ORθR'O'ORR'θO'地球表面各纬度的角速度保持一致，且周期一样。线速度随着纬度的增大而减小。可看成同轴转动思考：常考题型题组一描述圆周运动的物理量及其关系题1［2019•北京师范大学附属中学高一期末］关于角速度和线速度，下列说法正确的是（）A.半径一定时，角速度与线速度成正比B.半径一定时，角速度与线速度成反比C.线速度一定时，角速度与半径成正比D.角速度一定时，线速度与半径成反比【解析】根据v=ωr可知，半径一定时，角速度与线速度成正比；线速度一定时，角速度与半径成反比；角速度一定时，线速度与半径成正比。A◆描述圆周运动的各物理量之间的关系题2［2019•云南文山州二中高一检测］［多选］对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是（）A.相等的时间内通过的路程相等B.相等的时间内通过的弧长相等C.相等的时间内通过的位移相等D.在任何相等的时间里，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等ABD题3［2019•山东淄博高一检测］［多选］一精准转动的机械钟表，下列说法正确的是（）A.秒针转动的周期最长B.时针转动的转速最小C.秒针转动的角速度最大D.秒针的角速度为rad/sBCD30题组二圆周运动的三种传动方式【解析】A错，B对：由于皮带是交叉传动，所以主动轮做顺时针转动时，从动轮做逆时针转动。C对，D错：皮带轮边缘上各点的线速度大小相等，又v1=ω1r1=2nπr1，v2=ω2r2=2n′πr2，由v1=v2得n′=12rnr。题4［多选］如图所示为某一皮带传动装置，主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是（）A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为12rnrD.从动轮的转速为21rnrBC题5［2019·四川眉山高一期末］如图所示，A、B是跷跷板上的两点，B点离转轴的距离是A点离转轴距离的4倍，设转动时A、B线速度大小分别为vA和vB，角速度大小分别为ωA和ωB，则（）A.Av∶4Bv=∶1，A∶1B=∶1B.Av∶1Bv=∶4，A∶4B=∶1C.Av∶1Bv=∶1，A∶1B=∶4D.Av∶1Bv=∶4，A∶1B=∶1D题6［2019·广东广雅中学高一检测］如图所示，A、B两轮属于摩擦传动，两轮半径RA=2RB，P、Q为两轮边缘上的点，当主动轮A匀速转动时，P、Q两点角速度大小之比为（）A.2∶1B.1∶2C.1∶1D.1∶4B【点拨】（1）摩擦传动时，两轮边缘的线速度大小相等。（2）两轮的转动方向相反。题7［2019·沈阳高一检测］［多选］如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为其边缘上的一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，则（）A.a点和b点的线速度之比为2∶1B.a点和c点的角速度之比为1∶2C.a点和d点的线速度之比为2∶1D.b点和d点的线速度之比为1∶4AD题组三圆周运动问题的多解性题8［2019·云南宣威五中高一检测］子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔（从A位置射入，B位置射出，如图所示）。OA、OB之间的夹角θ=𝜋3，已知圆筒半径R=0.5m，子弹始终以v0=60m/s的速度沿水平方向运动（不考虑重力的作用），则圆筒的转速可能是（）A.20r/sB.60r/sC.100r/sD.140r/s【解析】根据几何关系可得A与B之间的距离等于R，在子弹飞行距离为R的时间内，圆筒转动的角度为123nπ（n=1，2，3，…），由θ=ωt得123nt=(61)3n=（n=1，2，3，…）。设圆筒的转速为N，据ω=2πN得时间t=(61)61326nnNN=，由题意知R=v0t，即0.5m=60m/s×616nN整理得N=20（6n-1）当n=1时，N=100r/s当n=2时，N=220r/s可以判定选项C正确。C题9［2019·湖北十堰高一检测］半径R=1m的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O点的正上方将一个可视为质点的小球以4m/s的速度水平抛出，半径OA方向恰好与该初速度的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，则圆盘转动的角速度大小可能是（）A.4πrad/sB.6πrad/sC.8πrad/sD.10πrad/sC◆解决圆周运动多解问题的方法（1）明确两个物体参与运动的性质和求解的问题。两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移，寻求联系点是解题的突破口。（2）注意圆周运动的周期性造成的多解。分析时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据圆周运动的周期性，在转过的角度上再加上2nπ，具体n的取值应视情况而定。题10为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距2m，轴杆的转速为3600r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ=30°，如图所示。则该子弹的速度可能是（）A.360m/sB.720m/sC.1440m/sD.108m/sC题11［2019·山东潍坊高一期末］如图所示，在同一竖直平面内有A、B两物体，A物体从a点起以角速度ω沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动，同时B物体从圆心O自由下落，要使A、B两物体在d点相遇，求角速度ω必须满足的条件。解：B物体从圆心O到d点的运动是自由落体运动，B物体从O点到d点所用的时间t1满足R=2112gt，所以t1=2Rg。A物体做匀速圆周运动，从a点运动到d点转过的角度应满足θ=2πn+32（n=0，1，2，…）所用时间为t2==322n（n=0，1，2，…）t1=t2，得2Rg=322n（n=0，1，2，…）解得ω=432n2gR（n=0，1，2，…）。