高中物理 第二章 第一節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件 粵教版必修2

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1、第二章圓周運(yùn)動(dòng)第一節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)一、圓周運(yùn)動(dòng)的定義圓1圓周運(yùn)動(dòng)：如果質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是_，那么這一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)圓弧長(zhǎng)度2勻速圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的_相等，那么，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)二、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1線(xiàn)速度：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng) l 跟通過(guò)這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間 t 的比值，叫做線(xiàn)速度則有 v_，單位是_，線(xiàn)速度不僅有_，也有_線(xiàn)速度的方向是在圓周上該點(diǎn)的_方向勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線(xiàn)速度大小_的圓周運(yùn)動(dòng)2角速度：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)所在半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度跟所用時(shí)間 t 的比值,叫做角速度,用來(lái)表示則有_，單位是_對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)

2、，是_的，因此勻速圓周運(yùn)動(dòng)也是角速度不變的圓周運(yùn)動(dòng)lt米每秒(m/s)大小方向切線(xiàn)不變t弧度每秒(rad/s)恒定不變3周期與頻率：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間，叫做_，用符號(hào)_表示，單位是_周期的倒數(shù)叫做頻率，用 f 來(lái)表示，則有 f_，單位是赫茲，用符號(hào) Hz 表示4轉(zhuǎn)速：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)叫做轉(zhuǎn)速，用符號(hào)_表示轉(zhuǎn)速的單位是_，符號(hào)是_；或者轉(zhuǎn)每分，符號(hào)是 r/min.周期T秒(s)n轉(zhuǎn)每秒r/s1T問(wèn)題1：質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們?cè)盟俣缺硎举|(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們又可以用什么物理量來(lái)表示其運(yùn)動(dòng)的快慢呢？這些物理量之間又有什么關(guān)系？問(wèn)題2：兩物體

3、均做圓周運(yùn)動(dòng)，怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？圖 211答案：1質(zhì)點(diǎn)在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)(設(shè)其軌道半徑為 r)，由于其運(yùn)動(dòng)的特殊性，我們可以用多個(gè)物理量來(lái)描述，如線(xiàn)速度 v(速率)、角速度、周期 T 等物理量來(lái)描述其運(yùn)動(dòng)的快慢它們之間的關(guān)系可以從其定義出發(fā)得到，最后可得它們之間有如下關(guān)系：vr 和2T，這兩個(gè)關(guān)系式在解決有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)很有用，同學(xué)們要理解并記住2方法：比較物體在同一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧的長(zhǎng)短；比較物體在同一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度；比較物體轉(zhuǎn)過(guò)一圈所用時(shí)間；比較物體在同一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)要點(diǎn)1線(xiàn)速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速的理解3、n 的關(guān)系：物體在 1 s 內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò) n 圈，1 圈轉(zhuǎn)過(guò)的

4、角度為 2，則 1 s 內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度2n，即2n.4v、r 的關(guān)系：vr.【例1】已知某一機(jī)械秒表的分針和秒針長(zhǎng)(指轉(zhuǎn)動(dòng)軸到針尖的距離)分別為 1 cm 和 1.3 cm，它正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可視為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，試求：(1)分針和秒針的周期和轉(zhuǎn)速；(2)分針和秒針的針尖線(xiàn)速度大??；(3)分針和秒針的角速度大小f分1T分13 600Hz，n分f分13 600r/sT秒60 s，f秒1 1T秒 60Hz，n秒f秒160r/s.解：已知：秒針轉(zhuǎn)一圈所用時(shí)間為 60 s，分針轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間為 1 h.(1)T分1 h6060 s3 600 s12010 年溫哥華冬季奧運(yùn)會(huì)雙人滑比賽中，申雪、趙宏博拿到中國(guó)花樣滑

5、冰史上首枚冬季奧運(yùn)會(huì)金牌，如圖 212所示趙宏博(男)以自己為轉(zhuǎn)軸拉著申雪(女)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為 30 r/min.申雪的腳到轉(zhuǎn)軸的距離為 1.6 m求：(1)申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度；(2)申雪的腳運(yùn)動(dòng)速度的大小動(dòng)速度vr1.6 m/s5.0 m/s.圖 212解：(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速n30 r/min0.5 r/s角速度2n20.5 rad/s rad/s(2)申雪的腳做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1.6 m，所以她的腳的運(yùn)傳動(dòng)類(lèi)型圖示結(jié)論共軸傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同， 即都逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，或都順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)定量關(guān)系：A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相同、角速度相同，進(jìn)而可知兩者線(xiàn)速度與其半徑成正比皮帶(鏈條)

6、傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：兩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與皮帶的繞行方式有關(guān)，可同向轉(zhuǎn)動(dòng)，也可反向轉(zhuǎn)動(dòng)定量關(guān)系：由于 A、B 兩點(diǎn)相當(dāng)于皮帶上的不同位置的點(diǎn)， 所以它們的線(xiàn)速度必然相同，兩者角速度與其半徑成反比、周期與其半徑成正比要點(diǎn)2傳動(dòng)裝置中各物理量間的關(guān)系傳動(dòng)類(lèi)型圖示結(jié)論齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：當(dāng) A 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng) A 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)TA r1定量關(guān)系：vavb(線(xiàn)速度)； TB r2 n1 A r2 n2 ； (n1、n2 分別表示兩 n2 B r1 n1齒輪的齒數(shù))續(xù)表【例2】如圖 213 所示的傳動(dòng)裝置中，B、C 兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B 兩輪用皮帶傳動(dòng)，三輪半徑關(guān)系為 r

7、ArC2rB.若皮帶不打滑，求 A、B、C 輪邊緣上的 a、b、c 三點(diǎn)的角速度之比和線(xiàn)速度之比圖 213 解：A、B兩輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，A、B兩輪邊緣上各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等，即vavb，故vavb11.B、C兩個(gè)輪子固定在一起，屬于同軸傳動(dòng)，它們上面的任何一點(diǎn)具有相同的角速度，即bc11.因?yàn)?，vavb，rA2rB所以abrBrA12又因?yàn)関r，bc，rC2rB所以vbvcrBrC12綜合可知：abc122vavbvc112.2如圖 214 所示，為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a 是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為 4r，小輪的半徑為 2r，b 點(diǎn)在小輪上，到小輪中心

8、的距離為 r，c 點(diǎn)和d 點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則()圖 214CAa 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等Ba 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的角速度大小相等Ca 點(diǎn)與 c 點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等Da 點(diǎn)與 d 點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等 勻速圓周運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)的區(qū)別勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)這里的“勻速”是指線(xiàn)速度的大小不變，但線(xiàn)速度的方向不斷改變且始終沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線(xiàn)方向，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)仍是一種變速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)是指速度的大小和方向都不變的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))【例 3】(雙選)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)的加速度為零D勻速圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速率恒定錯(cuò)因：認(rèn)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是速度不變的運(yùn)動(dòng)，即勻速運(yùn)動(dòng)正解：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在改變，即使速度的大小不變，也是變速運(yùn)動(dòng)，加速度不為零答案：BD3一個(gè)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A軌道半徑越大，線(xiàn)速度越大DB軌道半徑越大，角速度越小C軌道半徑越大，周期越大D以上說(shuō)法都不正確解析：對(duì)于 A 選項(xiàng)，只有在角速度不變時(shí)，才能說(shuō)軌道半徑越大，線(xiàn)速度越大同理，對(duì)于 B 選項(xiàng)，只有在線(xiàn)速度不變時(shí)，才能說(shuō)軌道半徑越大，角速度越小