人教版 (2019)必修 第二册圆周运动背景图课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册圆周运动背景图课件ppt，共51页。
第1节　圆周运动第六章　圆周运动1.了解圆周运动、匀速圆周运动的特点。2.理解线速度、角速度的物理意义。了解转速、周期等概念。会对它们进行定量计算。3.知道线速度、角速度、周期之间的关系。4.会分析常见传动装置中各物理量间的关系。学习目标目 录CONTENTS知识点1知识点二　两类传动模型知识点一　描述圆周运动的物理量及其关系知识点三　圆周运动的周期性和多解性知识点一　描述圆周运动的物理量及其关系　　　闹钟与手表为什么会有上述快慢之争？提出你的看法，和同学进行讨论。提示　“闹钟”和“手表”是从不同角度看圆周运动的快慢，闹钟指的是秒针针尖的线速度，手表则指的是秒针转动的角速度。1.线速度 (1)定义：物体做圆周运动通过的__________与所用__________之比。弧长Δs时间Δt(2)定义式：v＝______。(3)标矢性：线速度是______，其方向为物体做圆周运动时该点的______方向。(4)物理意义：描述质点沿圆周运动______的物理量。矢量切线快慢(5)匀速圆周运动①定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处______的圆周运动。②性质：线速度的方向是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种______运动。相等变速2.角速度(1)定义：如图所示，物体在Δt时间内由A运动到B。半径OA在这段时间内转过的________与所用时间Δt______叫作角速度，用符号____表示。角Δθ之比ω(2)表达式：ω＝_______。(3)国际单位：弧度每秒，符号 ____________。(4)物理意义：角速度是描述物体绕圆心转动快慢的物理量。rad/s3.周期(1)周期：做匀速圆周运动的物体，运动______所用的时间，用T表示，国际单位制单位为秒(s)。 (2)转速：物体转动的______与所用时间之比，叫作转速，常用符号 ____表示，单位为__________________或______________________。4.线速度与角速度的关系(1)关系式：v＝______。 (2)两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的______。(3)推导一周圈数n转每秒(r/s)转每分(r/min)ωr乘积【思考】1.有同学说转动快即角速度大的物体，线速度一定大，这个同学的说法对吗？提示　不对，角速度大的物体，线速度不一定大，因为半径不确定。2.匀速圆周运动是线速度不变的圆周运动吗？提示　匀速圆周运动线速度的大小不变、方向时刻变化，所以匀速圆周运动是一种变速运动。3.做匀速圆周运动的物体在相等的时间内位移相同吗？速度的变化量相同吗？提示　位移一般不同，速度的变化量一般也不同。DAD例2 (多选)甲、乙两个做圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，那么下列说法正确的是(　　)A.它们的半径之比为2∶9B.它们的半径之比为1∶2C.它们的周期之比为2∶3D.它们的周期之比为1∶3例3 做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动了100 m，求该物体做圆周运动时：(1)线速度的大小；(2)角速度；(3)周期。答案　(1)10 m/s　(2)0.5 rad/s　(3)4π s知识点二　两类传动模型　　　科技馆的科普器材中常有如图所示的匀速率的传动装置，在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮的半径(内径)是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮匀速转动时，小齿轮的角速度与大齿轮角速度的关系如何？提示　大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，根据v＝ωr可知，大齿轮半径(内径)是小齿轮半径的3倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍。同轴转动和皮带传动比较D例4 (2024·安徽宿州高一期中) “共享单车”是目前中国规模最大的近距离交通代步工具，为我们提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的交通服务。如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和大、小齿轮外沿上的点，其中RA＝2RB＝5RC，下列说法中正确的是(　　)A.A点与B点的线速度满足vA＝2vBB.A点与C点的线速度满足vC＝vAC.B点与C点的角速度满足2ωB＝5ωCD.A点与B点的角速度满足2ωA＝5ωB(1)在解决既有皮带传动又有同轴转动问题时，首先要明确各点的关系是同轴转动还是皮带传动，其次要明确各点的半径。(2)利用线速度和角速度的关系写方程，联立求解。　　　　AC知识点三　圆周运动的周期性和多解性例6 (2024·浙江大学附属中学高一期中)如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向。在圆心O正上方距盘面高为h处有一个可以间断滴水的容器，从t＝0时刻开始随传送带沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知容器在t＝0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时后一滴水开始下落。水滴下落过程空气阻力不计，重力加速度为g，求：(1)第一滴水离开容器到落至圆盘所用时间t；(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一条直线上，求圆盘转动的角速度ω。(2)要使每滴水落到同一直线上，则圆盘在t时间内转过的弧度为kπ，k为正整数，则ωt＝kπ，即例7 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，重力加速度为g，求角速度ω必须满足的条件。由题意知t1＝t2解决圆周运动的周期性和多解性问题时应注意(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待求物理量。(4)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。　　　　随堂对点自测2AD1.(描述圆周运动的物理量及其关系)(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10°。在此10 s时间内，火车(　　)A.运动路程为600 m B.加速度为零C.角速度约为1 rad/s D.弯道半径约为3.4 kmCBC3.(圆周运动的周期性和多解性)(多选)(2024·江西省直属学校高一联考)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，A、B平行相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min(从左往右看是逆时针转动)，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是30°，如图所示。则该子弹的速度大小可能是(　　)A.360 m/s B.57.6 m/sC.1 440 m/s D.108 m/s课后巩固训练3BD题组一　描述圆周运动的物理量及其关系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解析　质点做匀速圆周运动，在任意相等的时间内，通过的弧长与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。对点题组练BCDBC3.(多选)A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比为sA∶sB＝2∶3，转过的角度之比ΔθA∶ΔθB＝3∶2，则下列说法正确的是(　　)A.它们的运动半径之比rA∶rB＝2∶3B.它们的运动半径之比rA∶rB＝4∶9C.它们的周期之比TA∶TB＝2∶3D.它们的转速之比nA∶nB＝2∶3A题组二　两类传动模型4.风能是一种绿色能源，如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列判断正确的是(　　)A.M点的线速度小于N点的线速度B.M点的角速度小于N点的角速度C.M点的转速大于N点的转速D.M点的周期大于N点的周期解析　M、N两点转动的角速度相等，转速相等，周期相等，M点转动的半径小，根据v＝ωr知，M点的线速度小于N点的线速度，故A正确，B、C、D错误。D5.(2024·福建三明高一下期中)如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是(　　)A.a、b和c三点的线速度大小相等B.c的线速度比a、b的线速度大C.a、b的角速度比c的角速度大D.a、b和c三点的角速度相等解析　a、b、c三点同轴转动，所以ωa＝ωb＝ωc，故C错误，D正确；根据v＝ωr知a、b两点的转动半径相同且比c点的大，则c的线速度比a、b的线速度小，故A、B错误。AC7.如图，带车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1 m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为2.3 s，自动识别系统的反应时间为0.3 s；汽车可看成高1.6 m的长方体，其左侧面底边在aa′直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6 m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为(　　)BD题组三　圆周运动的周期性和多解性8.(多选)如图所示，夜晚电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪45次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角。当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是(　　)A.600 r/min B.900 r/min C.1 200 r/min D.1 800 r/minAD9.(多选)在如图所示的皮带传动装置(传动皮带紧绷且运动中不打滑)中，主动轮O1的半径为r1，从动轮有大小不一的两个轮且固定在同一个轴心O2上，半径分别为r3、r2，已知r3＝2r1，r2＝1.5r1，A、B、C分别是三个轮边缘上的点，则当整个传动装置正常工作时，下列选项正确的是(　　)综合提升练A.A、B、C三点的周期之比为1∶2∶2B.A、B、C三点的线速度大小之比为4∶4∶5C.A、B、C三点的角速度大小之比为2∶1∶2D.A、B、C三点的角速度大小之比为2∶1∶1C10.如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动，那么，从分针与秒针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为(　　)11.一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求： (1)曲轴转动的周期与角速度； (2)距转轴r＝0.2 m的点的线速度大小。由ω＝2πn可知，曲轴转动的角速度ω＝80π rad/s。(2)由v＝ωr可知，距转轴r＝0.2 m的点的线速度大小v＝ωr＝80π×0.2 m/s＝16π m/s。12.有一款手摇削笔器如图所示，手柄的BO段长为l，AB段长为d。一位同学转动手柄削铅笔，在时间t内匀速转动了n圈。(1)写出手柄A处角速度和线速度大小的表达式；(2)一款日常所用削笔器的手柄长BO约为5 cm，1 min大约转60圈，请计算手柄转动的角速度和线速度的大小。v＝ωl＝0.31 m/s。AD13.(多选)如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，设子弹射穿圆筒时速度大小不变，空气阻力不计，重力加速度为g，则(　　)培优加强练