高中物理必修2-第五章、第4节-圆周运动.doc
§5.4圆周运动
【学习目标】
1.知道匀速圆周运动的概念,理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算.
2.理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T
3.理解匀速圆周运动是变速运动。
【学习重点】
线速度、角速度、周期的概念及引入的过程,掌握它们之间的联系.
【学习难点】
理解线速度、角速度的物理意义。
【学习过程】
1.描述圆周运动的物理量
(1)线速度
①定义:质点沿圆周运动通过的弧长Δl与所需时间Δt的比值叫做线速度。
②物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.
③大小:〔m/s〕
④方向:质点在圆周上某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。
(2)角速度
①定义:在圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过的角度Δθ与所用时间Δt的比值,就是质点运动的角速度。
②物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢.
③大小:〔单位为弧度/秒,符号是rad/s〕
(3)周期T,频率f和转速n
周期T:
频率f:
转速:做圆周运动物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做转速,用n表示,单位为转每秒〔r/s〕或转每分(r/min)。当单位时间取1s时,f=n。
(例1)例1如下图,静止在地球上的物体都要随地球一起转动,以下说法正确的选项是〔〕
(例1)
A.它们的运动周期都是相同的
B.它们的线速度都是相同的
C.它们的线速度大小都是相同的
D.它们的角速度是不同的
2.匀速圆周运动
(1)定义:物体沿着圆周运动,并且线速度大小处处相等的运动。
(2)特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的。
(3)性质:是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动。
例2对于做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的选项是〔〕
A.相等的时间里通过的路程相等B.相等的时间里通过的弧长相等
C.相等的时间里发生的位移相同D.相等的时间里转过的角度相等
3.描写圆周运动的各物理量之间的关系
(1)线速度与角速度的关系
(2)角速度、周期、频率、转速间的关系
4.解决匀速圆周运动问题的方法
①明确质点匀速圆周运动的圆心和半径;
②寻找各物理量之间的联系,灵活选取公式进行计算;
③运用两个重要的结论:同一转盘上各点的角速度相同,同一皮带轮缘上各点的线速度大小相等。
④注意匀速圆周运动的周期性引起的多解问题。
(例3)例3如下图的皮带传动装置,主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r,从动轮O2的半径为2r,A、B、
(例3)
⑴A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC=
⑵A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC=
【稳固练习】
1.质点做匀速圆周运动时,以下说法正确的选项是〔〕
A.线速度越大,周期一定越小B.角速度越大,周期一定越小
C.转速越大,周期一定越小D.圆周半径越小,周期一定越小
2.关于匀速圆周运动的角速度与线速度,以下说法中正确的选项是〔〕
A.半径一定,角速度与线速度成反比B.半径一定,角速度与线速度成正比
C.线速度一定,角速度与半径成反比D.角速度一定,线速度与半径成正比
3.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sA∶sB=2∶3,转过的角度之比A∶B=3∶2,那么以下说法正确的选项是〔〕
A.它们的半径之比RA∶RB=2∶3
B.它们的半径之比RA∶RB=4∶9
C.它们的周期之比TA∶TB=2∶3
D.它们的频率之比fA∶fB=2∶3
(第4题)4.两个小球固定在一根长为L的杆的两端,绕杆上的O点做
(第4题)
圆周运动,如下图,当小球1的速度为v1时,小球2的速
度为v2,那么转轴O到小球2的距离为〔〕
A.LB.LC.L D.L
5.电扇的风叶的长度为1200mm,转速为180r/min,那么它的转动周期是s,角速度
是rad/s,叶片端点处的线速度是m/s。
6.一个圆环,以竖直直径AB为轴匀速转动,如下图,那么环上M、N两点的线速度大小之比vM∶vN=_____;角速度之比ωM∶ωN=_____;周期之比TM∶TN=_____。
〔
〔第6题〕
〔第
〔第7题〕
7.如下图,在轮B上固定一同轴小轮A,轮B通过皮带带动轮C,皮带和两轮之间没有滑动,A、B、C三轮的半径依次为r1、r2和r3。绕在A轮上的绳子,一端固定在A轮边缘上,另一端系有重物P,当重物P以速率v匀速下落