人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动教案配套课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动教案配套课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了切线方向，运动的快慢，处处相等，rads，rad·s-1，转动的快慢，三种传动装置，答案见解析，课时分层作业四等内容，欢迎下载使用。
整体感知·自我新知初探
[学习任务]　1．掌握线速度的定义式，知道圆周运动线速度大小、方向的特点，知道什么是匀速圆周运动。2．掌握角速度的定义式和单位，知道角速度与线速度的关系。3．知道周期、转速的概念，掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系。
[问题初探]　问题1．线速度的定义式？问题2．角速度的定义式？问题3．周期与转速怎么定义的？[自我感知]　经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
知识点一　描述圆周运动的物理量及其关系
(4)匀速圆周运动①定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小__________的运动。②性质：线速度的方向是时刻______的，因此它是一种______运动。3．角速度(1)定义：半径转过的______与所用______的比值。(2)定义式：ω＝__________。(3)单位：弧度每秒，符号是 ________或 ___________。(4)物理意义：描述做圆周运动的物体绕圆心____________。(5)匀速圆周运动的角速度：匀速圆周运动是角速度______的圆周运动。
4．周期(1)周期：做匀速圆周运动的物体，运动______所用的时间，符号用 ___表示，单位是秒(s)。(2)转速：物体转动的______与所用时间之比，常用符号n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。5．线速度与角速度的关系(1)两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的______。(2)关系式：v＝____。
下列几幅图是我们生活中常见的运动。
【问题】(1)这几幅图中，物体的运动是什么运动？(2)第4幅图是小闹钟，闹钟有秒针和分针还有时针，哪个走得快？为什么？(3)如何计算秒针、分针和时针的角速度、线速度？
提示：(1)圆周运动。(2)秒钟走得快，因为相同时间内转过的角度大。(3)用转动一圈的角度与时间的比值得角速度，转动一圈的弧长与时间的比值得线速度。
1．描述圆周运动的各物理量之间的关系
【微提醒】　线速度和角速度都是矢量，线速度的方向为轨迹的切线方向，角速度方向高中不作要求。匀速圆周运动线速度大小不变，方向改变，角速度不变。
【典例1】　(选自人教版教材·线速度与角速度之间关系)如图所示，某个走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.4∶1。分针与时针的角速度大小分别为ω1、ω2，分针针尖与时针针尖的线速度大小分别为v1、v2。下列关系正确的是(　　)A．v1>v2　 B．v1＝v2　 C．ω1＝ω2　 D．ω1rOQ，则在摆动过程中(　　)A．P点的线速度小于Q点的线速度B．P点的角速度等于Q点的角速度C．P点转动的周期大于Q点转动的周期D．P、Q两点的线速度方向相反
BD　[鸟绕着O点不停摆动，P、Q是饮水鸟上两点，属于同轴转动，根据同轴转动角速度相等知P、Q两点的角速度相等，P、Q两点转动的周期也相同，故B正确，C错误；P、Q两点的角速度相等，P点绕O点转动的半径大，根据v＝ωr知，P点的线速度较大，故A错误；P、Q在O点两端，两点的线速度均与杆垂直，方向相反，故D正确。]
【典例5】　(选自人教版教材·同轴传动和皮带传动)如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。A、B、C三点的线速度和角速度分别为vA、vB、vC和ωA、ωB、ωC，则下列关系正确的是(　　)A．vA＝2vB＝2vC　B．vA＝2vB＝vCC．2ωA＝ωB＝2ωCD．ωA＝2ωB＝ωC
规律方法　解决传动问题的两个关键点(1)绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n和周期T相等，而各点的线速度v与半径r成正比。(2)在皮带不打滑的情况下，和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等，而角速度ω与半径r成反比。
【教用·备选例题】　无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速，很多高档汽车都应用了无级变速。如图所示是截锥式无级变速器的模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮靠着彼此之间的摩擦力带动。当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加。当滚轮位于主动轮直径D1，从动轮直径D2的位置上时，则主动轮的转速n1、从动轮转速n2之间的关系是(　　)
1．问题特点(1)研究对象：匀速圆周运动的多解问题含有两个做不同运动的物体。(2)运动特点：一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他形式的运动(如平抛运动，匀速直线运动等)。(3)运动的关系：由于两物体运动的时间相等，根据等时性建立等式求解。
知识点三　圆周运动的周期性和多解问题
2．分析技巧(1)抓住联系点：明确题中两个物体的运动性质，抓住两运动的联系点。(2)先特殊后一般：先考虑第一个周期的情况，再根据运动的周期性，考虑多个周期时的规律。
规律方法　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，两个物体参与的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等，抓住两运动的联系点是解题关键。(2)注意圆周运动的周期性造成的多解。分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据运动的周期性，在转过的角度θ上再加上2nπ，具体n的取值应视情况而定。
应用迁移·随堂评估自测
1．(多选)以下关于匀速圆周运动的说法正确的是(　　)A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动的线速度不变D．匀速圆周运动的角速度不变
BD　[匀速圆周运动的速度方向时刻改变，是一种变速运动，A、C错误，B正确；匀速圆周运动中角速度不变，D正确。]
3．如图所示为某型号汽车无极变速器工作原理简化图。主动带轮和被动带轮均有若干同轴轮组成，金属带不打滑，车轮与被动带轮一侧的输出轴同轴，甲、乙、丙三图所示为变速器的三个工作挡位，若主动带轮转速恒定不变，车轮与路面之间不打滑，则下列说法正确的是(　　)
A．甲图所示挡位，车速最快B．乙图所示挡位，车速最快C．丙图所示挡位，车速最快D．甲、乙、丙三图所示挡位车速从大到小顺序为甲、丙、乙
4．(选自鲁科版教材)如图所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球，要使小球与圆盘只碰一次，且落点为B，已知重力加速为g。求：(1)小球的初速度v0大小；(2)圆盘转动的角速度ω可能的表达式。
回归本节知识，完成以下问题：1．描述匀速圆周运动的物理量有哪些？
提示：线速度、角速度、周期、转速。
2．线速度、角速度、周期和半径满足什么关系？
提示：不对，应用控制变量法进行讨论。
题组一　圆周运动及其物理量1．(多选)质点做匀速圆周运动，则(　　)A．在任何相等的时间里，质点的位移都相同B．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等C．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同D．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等
BD　[质点做匀速圆周运动，在任意相等的时间内，通过的弧长、连接质点和圆心的半径转过的角度都相等，但位移只是大小相等，方向并不相同，平均速度也只是大小相等，方向并不相同，故B、D正确。]
2．(多选)对于做匀速圆周运动的物体来说，不变的物理量是(　　)A．周期　B．速率　　C．角速度　　D．线速度
ABC　[匀速圆周运动中，线速度的大小不变，但方向变化，所以速率不变，线速度是变化的，周期、频率、角速度都是不变的，选项A、B、C正确，D错误。]
3．一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯树梢，根据树梢的运动情形判断大树正在朝哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤。从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是(　　)A．树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断B．树木开始倒下时，树梢的线速度较大，易于判断C．树木开始倒下时，树梢的周期较大，易于判断D．伐木工人的经验缺乏科学依据
B　[树木开始倒下时，以树根部为圆心做圆周运动，角速度较小，由角速度大小不能判断树木倒下的方向，由v＝ωr知，r越大，线速度越大，且线速度有方向性，易判断树木倒下的方向，A、D错误，B正确；树木开始倒下时，树梢的周期较大，周期没有方向，故不能判断树木倒下的方向，C错误。]
4．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们(　　)A．线速度大小之比为3∶4B．角速度大小之比为3∶4C．圆周运动的半径之比为8∶9D．角速度大小之比为1∶2
6．如图所示，A、B、C三点为奶茶塑封机手压杆上的点，A在杆的顶端，O为杆转动的轴，且AB＝BC＝CO。在杆向下转动的过程中，下列说法正确的是(　　)A．A、B两点线速度大小之比为1∶3B．B、C两点周期之比为1∶1C．A、B两点角速度之比为3∶2D．B、C两点的线速度大小之比为1∶2
B　[因为A、B两点同轴转动，所以A、B两点的角速度是相等的，由v＝rω可知，角速度一定时，线速度大小之比等于运动半径之比，故A、B两点线速度大小之比为3∶2，A、C错误；因为B、C两点同轴转动，所以B、C两点的角速度是相等的，故周期相等，由v＝ωr可知，B、C两点的线速度大小之比为2∶1，B正确，D错误。]
7．如图所示，有一款自行车大齿轮齿数为48，小齿轮齿数为16。将自行车的后轮抬起，转动脚踏板，若链条始终不打滑，小齿轮与后轮同轴转动，当大齿轮转3圈时，后轮转动(　　)A．1圈B．3圈 C．9圈D．27圈
C　[大齿轮齿数为48，小齿轮齿数为16，可知大齿轮与小齿轮的半径比为r大∶r小＝48∶16＝3∶1，用同一根链条连接，齿轮边缘的线速度相等，由v＝ωr可知大齿轮与小齿轮的转动角速度比为ω大∶ω小＝r小∶r大＝1∶3，故当大齿轮转3圈时，小齿轮转动9圈，由于小齿轮与后轮同轴转动，角速度相等，故后轮转动9圈。故选C。]
题组三　圆周运动的周期性和多解问题8．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2 m，轴杆的转速为3 600 r/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．360 m/s B．720 m/sC．1 440 m/s D．108 m/s
9．如图所示，质量为m的B物体放在光滑的水平地面上，在水平力F的作用下由静止开始运动，同时A物体在竖直面内由M点开始做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动。求满足使A、B速度相同的力F的取值。
10．晚上一同学回家的路上途经一平直的墙面，墙面与他的距离d＝6 m，如图所示，该同学将手电筒在竖直面内以0.3 rad/s的角速度匀速转动，当手电筒的光线与墙面的夹角为37°时，墙面上光斑的移动速度大小为(取sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)(　　)A．3.75 m/sB．4 m/sC．5 m/sD．8 m/s
11．如图所示，A、B两个齿轮的齿数分别是z1、z2，各自固定在过O1、O2的轴上。其中过O1的轴与电动机相连接，此轴转速为n1，求：(1)A、B两齿轮的半径r1、r2之比；(2)B齿轮的转速n2。
12．如图所示，将小球以大小v0＝2 m/s的速度，从A点对准竖直放置的圆盘的上边缘B点水平抛出，圆盘绕圆心O以ω＝10 rad/s的角速度匀速转动，一段时间后，小球落到圆盘边缘D点，∠COD＝60°，取重力加速度大小g＝10 m/s2，不计空气阻力。求：(1)小球从A点运动到D点所用的时间；(2)小球从A点运动到D点的过程中，圆盘转过的角度(用弧度表示)；(3)A、D两点间的距离。
(1)小球从抛出到离开圆筒所用的时间；(2)小球离开圆筒时的M点与O点正下方O′的距离是多少。