物理必修24.圆周运动备课课件ppt

这是一份物理必修24.圆周运动备课课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了运动快慢，处处相等，转动快慢，弧度每秒，rads，s-1，转每秒，转每分，vωr，特别提醒等内容，欢迎下载使用。
一、线速度1.物理意义：描述圆周运动的物体_________的物理量.2.定义式：v=Δs/Δt.注意：线速度有平均值与瞬时值之分，若Δt足够小，得到的是瞬时线速度，若Δt较大，得到的是平均线速度.
3.矢量性：线速度的方向和半径________，和圆弧________.4.匀速圆周运动：线速度大小___________的圆周运动.注意：匀速圆周运动是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变.
二、角速度1.物理意义：描述圆周运动的物体________的物理量.2.定义式：ω=Δθ/Δt.3.单位：_________，符号为_____或____.4.转速：单位时间内转过的______，单位为______或__________.5.周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间.注意：匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动.
三、线速度与角速度的关系1.在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的_______.2.表达式：___________.注意：公式v=ωr中，v与ω必须对应同一时刻.
一、圆周运动中各物理量之间的关系1.v、T、r的关系：物体在转动一周的过程中，通过的弧长Δs=2πr，用时为T，则v=Δs/Δt=2πr/T.2.ω、T的关系：物体在转动一周的过程中，转过的角度Δθ=2π，用时为T，则ω=Δθ/Δt=2π/T.
3.ω、n的关系：物体在1秒内转过n圈，1圈转过的角度为2π，则1秒内转过的角度Δθ=2πn，即ω=2πn.4.v、ω、r的关系：v=ωr.
二、对公式v=ωr的进一步理解线速度v和角速度ω都可以用来描述圆周运动的快慢，公式v=ωr反映了它们和半径之间的关系.1.r一定时，v∝ω举例：（1）齿轮边缘处的质点随着齿轮转速的增大，角速度和线速度都随之增大.（2）骑自行车时，车轮转得越快，角速度就越大，车轮边缘上各点的线速度就越大.
2.ω一定时，v∝r举例：（1）时钟上的分针转动时，各质点的角速度相同，但分针上离圆心越远的点，r越大，v也就越大.（2）地球上各点都绕地轴做圆周运动，且角速度相同，但地球表面纬度越低的地方，到地轴的距离就越大，因此线速度就越大，赤道上各点的线速度最大.
3.v一定时，ω∝1/r举例：如图5-4-1所示的皮带传动装置中，两轮边缘上各点的线速度大小相等，但大轮的r较大，所以ω较小.
1.v、ω、r间的关系是瞬时对应的.2.v、ω、r三个量中，只有先确定其中一个量不变，才能进一步明确另外两个量是正比还是反比关系.3.若比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，若比较物体绕圆心转动的快慢看周期、角速度.
三、传动装置中各物理量间的关系1.传动的几种情况（1）皮带传动（线速度大小相等）（2）同轴传动（角速度相等）（3）齿轮传动（线速度大小相等）（4）摩擦传动（线速度大小相等）
2.皮带传动装置中的两个结论（1）同轴的各点角速度、转速、周期相等，线速度与半径成正比.（2）在不考虑皮带打滑的情况下，皮带上各点和与之接触的轮上各点线速度大小相等，而角速度与半径成反比.
地球半径R=6400 km，站在赤道上的人和站在北纬60°上的人随地球转动的角速度多大？它们的线速度多大？【解析】站在地球上的人随地球做匀速圆周运动，其周期均与地球自转周期相同.
如图5-4-2所示作出地球自转示意图，设赤道上的人站在A点，北纬60°上的人站在B点，地球自转角速度不变，A、B两点的角速度相同，有ωA=ωB=2π/T=（2×3.14）/（24×3600） rad/s≈7.3×10-5 rad/s
依题意可知：A、B两处站立的人随地球自转做匀速圆周运动的半径分别为RA=R，RB=Rcs60°，则由v=ω·r可知，A、B两点的线速度分别为：vA=ωARA=7.3×10-5×6400×103 m/s=467.2 m/svB=ωBRB=7.3×10-5×6400×103×cs60° m/s=233.6 m/s
即人转动的角速度为7.3×10-5 rad/s，赤道上和北纬60°的人随地球转动的线速度分别为467.2 m/s和233.6 m/s.【答案】见解析【点评】处理圆周运动问题时，首先确定匀速圆周运动的圆平面、圆心及半径，最后根据已知条件列方程求解.
1.（2010年上海高一检测）手表的时针和分针转动时（ ）A.分针的角速度是时针的12倍B.时针的周期是12 h，分针的周期是60 sC.若分针的长度是时针的1.5倍，针端点的线速度分针是时针的150倍D.若分针的长度是时针的1.5倍，针端点的线速度分针是时针的18倍
解析：选AD.时针的周期T1=12 h,分针的周期T2=1 h,T1=12T2;时针的角速度ω1=2π/T1,分针的角速度ω2=2π/T2,得ω2=12ω1;时针长度为r1,分针长度为r2，由题意r2=1.5r1,分针端点的线速度与时针端点线速度之比v2/v1=r2ω2/r1ω1=1.5×12=18.
如图5-4-3所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA=rC=2rB.若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘上的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.
【解析】A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等，即va=vb,故va∶vb=1∶1.B、C两个轮子固定在一起，属于同一个转动的物体，它们上面的任何一点具有相同的角速度，
即ωb∶ωc=1∶1.因为ω=v/r,va=vb,rA=2rB,所以ωa∶ωb=rB∶rA=1∶2又因为v=ωr,ωb=ωc,rC=2rB，所以vb∶vc=rB∶rC=1∶2.综合可知:ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,va∶vb∶vc=1∶1∶2.
【答案】1∶2∶2 1∶1∶2【点评】皮带传动装置正常工作时，皮带和两个皮带轮之间没有相对滑动，在相同的时间里，皮带上一点转过的距离一定等于两个皮带轮轮缘上的点转过的弧长，即两个皮带轮轮缘上点的线速度大小相等，都等于皮带上点的运动速度，在例题图中va=vb.
2.（2010年复旦附属中学模拟）如图5-4-4所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r,a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r,小轮的半径为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.若在传动过程中，皮带不打滑，则（ ）
A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的线速度大小相等
解析：选C.皮带不打滑，故a、c两点线速度相等，C正确；c点、b点在同一轮轴上，故角速度相等，半径不同，由v=ωr,b点与c点线速度不相等，即a与b线速度不等，A错；同样可判定a与c角速度不同，即a与b角速度不同，B错；由于a点的线速度与c点相等，但c、d两点线速度不等，所以a、d两点线速度不相等，故D错.
平行于OB方向水平抛出一小球,小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时,小球与圆板只碰一次,且相碰点为B?【解析】小球的运动时间t=则小球的抛出速度v=R/t=R由题意知,圆板转动的角速度为ω=2πk/t=2kπ （k=1,2,3,…）.
【答案】v=R ω=2kπ （k=1,2,3,…）【点评】圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解问题.有些题目会涉及圆周运动和平抛运动这两种不同的运动,这两种不同运动规律在解决同一问题时,必然有一个物理量在起桥梁作用,把两种不同运动联系起来,这一物理量常常是“时间”.
3.如图5-4-6所示, 直径为d的纸制圆筒以角速度ω绕垂直纸面的轴O匀速转动（图示为截面）.从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时,在圆周上留下a、b两个弹孔.已知aO和bO夹角为θ,求子弹的速度.