课堂新坐标学年高中物理第2章圆周运动1圆周运动教师用书教科版必修2Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:17454493
- 上传时间:2022-12-01
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:64.88KB
课堂新坐标学年高中物理第2章圆周运动1圆周运动教师用书教科版必修2Word文档下载推荐.docx
《课堂新坐标学年高中物理第2章圆周运动1圆周运动教师用书教科版必修2Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《课堂新坐标学年高中物理第2章圆周运动1圆周运动教师用书教科版必修2Word文档下载推荐.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫周期,用T表示,其国际制单位为秒(s).
[再判断]
1.做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等.(√)
2.做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同.(×
)
3.匀速圆周运动是一种匀速运动.(×
[后思考]
匀速圆周运动线速度沿什么方向?
【提示】 线速度是矢量,质点在圆周运动中任一点的线速度的方向就是圆周上该点的切线方向.
[合作探讨]
如图211所示,电风扇关闭之后,风扇的叶片就越转越慢,逐渐停下来,请思考:
图211
探讨1:
风扇叶片上某点在一段时间内运动的弧长与转过的角度有什么关系?
【提示】 弧长等于半径与转过角度(用弧度作单位)的乘积.
探讨2:
风扇叶片上各点角速度是否相同?
【提示】 相同.
[核心点击]
1.匀速圆周运动线速度的大小不变,而线速度的方向不断变化,因此匀速圆周运动是变速曲线运动.
2.要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是不够的,线速度侧重于描述质点通过弧长快慢的程度,角速度侧重于描述质点转过角度快慢的程度.
1.(多选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
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.匀速圆周运动是线速度不变的运动
D.匀速圆周运动是线速度大小不变的运动
【解析】 这里的“匀速”,不是“匀速度”,也不是“匀变速”,而是速率不变,匀速圆周运动实际上是一种速度大小不变、方向时刻改变的变速运动,故B、D正确.
【答案】 BD
2.(多选)质点做匀速圆周运动,则( )
A.在任何相等的时间里,质点的位移都相等
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】如图所示,由于线速度大小不变,根据线速度的定义,Δs=v·
Δt,所以相等时间内通过的路程相等,B对;
但位移xAB、xBC大小相等,方向并不相同,平均速度不同,A、C错;
由角速度的定义ω=
知Δt相同,Δφ=ωΔt相同,D对.
3.如图212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,从它的分针与秒针第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为( )
【导学号:
】
图212
A.
min B.1min
C.
minD.
min
【解析】 分针与秒针的角速度分别为ω分=
rad/s,ω秒=
rad/s.设两次重合的时间间隔为Δt,因φ分=ω分Δt,φ秒=ω秒Δt,由φ秒-φ分=2π,得Δt=
=
s=
min,故C正确.
【答案】 C
(1)圆周运动一定是变速运动.因为速度是矢量,只要方向改变就说明速度发生了改变,而圆周运动的速度方向是时刻改变的,所以圆周运动一定是变速运动.
(2)线速度描述圆周运动质点通过弧长的快慢程度,匀速圆周运动线速度大小不变,方向不断变化.
(3)角速度描述质点转过角度的快慢,匀速圆周运动的角速度恒定不变.
线速度、角速度和周期间的关系
1.r、T、v、ω之间的关系
质点沿半径为r的圆周做匀速圆周运动,周期是T,则
(1)线速度v=
(2)角速度ω=
(3)线速度与角速度的关系为v=rω.
2.转速
(1)转速是指转动物体在单位时间内转过的圈数,常用符号n表示.
(2)单位:
转/秒(r/s)或转/分(r/min).
(3)角速度与转速的关系是ω=2πn.
1.匀速圆周运动的周期相同,角速度大小及转速都相同.(√)
2.匀速圆周运动的物体周期越长,转动越快.(×
3.做匀速圆周运动的物体在角速度不变情况下,线速度与半径成正比.(√)
如图213所示,若钟表的指针都做匀速圆周运动,秒针和分针的周期各是多少?
角速度之比是多少?
图213
【提示】 秒针的周期T秒=1min=60s,
分针的周期T分=1h=3600s.
由ω=
得
如图214为一辆自行车传动装置的结构图,观察自行车是怎样用链条传动来驱动后轮前进的,并思考:
图214
同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度、角速度是否相同?
【提示】 线速度不同,角速度相同.
两个齿轮相比较,其边缘的线速度是否相同?
角速度是否相同,转速是否相同?
【提示】 线速度相同,角速度、转速不同.
1.描述圆周运动的各物理量之间的关系
2.常见转动装置及特点
(1)同轴转动
同轴的圆盘上各点
图示
相同量
角速度:
ωA=ωB
周期:
TA=TB
不同量
线速度:
(2)皮带传动
两轮边缘或皮带上各点
边缘点线速度:
vA=vB
(3)齿轮传动
两齿轮啮合传动
A、B为两齿轮
边缘点
4.汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长.某国产轿车的车轮半径约为30cm,当该型号的轿车在高速公路上行驶时,驾驶员面前速率计的指针指在“120km/h”上,可估算出该车轮的转速约为( )
A.1000r/s B.1000r/min
C.1000r/hD.2000r/s
【解析】 由公式ω=2πn,得v=rω=2πrn,其中r=30cm=0.3m,v=120km/h=
m/s,代入得n=
r/s,约为1000r/min.
【答案】 B
5.(2016·
汕头高一检测)如图215所示,两个小球a和b用轻杆连接,并一起在水平面内做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
图215
A.a球的线速度比b球的线速度小
B.a球的角速度比b球的角速度小
C.a球的周期比b球的周期小
D.a球的转速比b球的转速大
【解析】 两个小球一起转动,周期相同,所以它们的转速、角速度都相等,B、C、D错误;
而由v=ωr可知b的线速度大于a的线速度,所以A正确.
【答案】 A
6.如图216所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是rA=rC=2rB.若皮带不打滑,求A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.
图216
【解析】 a、b两点比较:
va=vb
由v=ωr得:
ωa∶ωb=rB∶rA=1∶2
b、c两点比较ωb=ωc
vb∶vc=rB∶rC=1∶2
所以ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2
va∶vb∶vc=1∶1∶2.
【答案】 1∶2∶2 1∶1∶2
三种传动问题的求解方法
(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=ωr,即v∝r;
(2)在皮带不打滑的情况下,传动皮带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=
,即ω∝
;
(3)齿轮传动与皮带传动具有相同的特点.
学业分层测评(四)
(建议用时:
45分钟)
[学业达标]
1.(2016·
乐山检测)关于匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.线速度的方向保持不变
B.线速度的大小保持不变
C.角速度大小不断变化
D.线速度和角速度都保持不变
【解析】 匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻改变,故A、D错误,B正确;
匀速圆周运动的角速度大小不变,故C错误,故选B.
2.(2016·
广元期中)下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是( )
A.它们角速度相等,则周期一定也相等
B.它们角速度相等,则线速度一定也相等
C.它们线速度相等,则角速度一定相等
D.它们周期相等,则线速度一定也相等
【解析】 甲、乙角速度相等,则周期一定相等,线速度不一不定相等,由此可判断A正确.
3.如图217所示,两个摩擦传动的靠背轮,左边是主动轮,右边是从动轮,它们的半径不相等,转动时不打滑.则下列说法中正确的是( )
图217
A.两轮的角速度相等
B.两轮转动的周期相同
C.两轮边缘的线速度相等
D.两轮边缘的线速度大小相等
【解析】 靠摩擦传动的两轮边缘的线速度大小相等,而方向不同,故C错误、D正确;
由v=ωr得ω=
,故两轮的角速度不相等,周期也不相同,A、B错误.
【答案】 D
4.如图218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( )
图218
A.a、b和c三点的线速度大小相等
B.a、b和c三点的角速度相等
C.a、b的角速度比c的大
D.c的线速度比a、b的大
【解析】 a、b和c均是同一陀螺上的点,它们做圆周运动的角速度都是陀螺旋转的角速度ω,B对,C错;
三点的运动半径关系ra=rb>
rc,据v=ωr可知,三点的线速度关系va=vb>vc,A、D错.
5.(多选)如图219所示为某一皮带传动装置,主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2,已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是( )
图219
A.从动轮做顺时针转动
B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为
n
D.从动轮的转速为
【解析】 根据皮带的缠绕方向知B正确,由2πnr1=2πn2r2,得n2=
n,C项正确.
【答案】 BC
6.(多选)(2016·
资阳期中)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3∶1,线速度之比为2∶3,那么下列说法中正确的是( )
A.它们的半径之比为2∶9
B.它们的半径之比为1∶2
C.它们的周期之比为2∶3
D.它们的周期之比为1∶3
【解析】 因为
,且
=3,因此
×
,选项A正确,选项B错误;
匀速圆周运动的周期T=
,则
,选项C错误,选项D正确.
【答案】 AD
7.(多选)一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R,轮胎转动的角速度为ω,关于各点的线速度大小,下列说法正确的是( )
图2110
A.相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度为ωR
B.相对于地面,车轴的速度大小为ωR
C.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为ωR
D.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2ωR
【解析】 因为轮胎不打滑,相对于地面,轮胎与地面接触处保持相对静止,该点相当于转动轴,它的速度为零,车轴的速度为ωR.而轮胎上缘的速度大小为2ωR.故选项B、D正确.
8.做匀速圆周运动的物体,10s内沿半径为20m的圆周运动100m,试求物体做匀速圆周运动时:
(1)线速度的大小;
(2)角速度的大小;
(3)周期的大小.
【解析】
(1)依据线速度的定义式
v=
可得
m/s=10m/s.
(2)依据v=ωr可得
rad/s=0.5rad/s.
(3)T=
s=4πs.
【答案】
(1)10m/s
(2)0.5rad/s (3)4πs
[能力提升]
9.无级变速是指在变速范围内任意连续地变换速度,其性能优于传统的挡位变速器,很多高档汽车都应用了“无级变速”.图2111所示为一种“滚轮—平盘无级变速器”的示意图,它由固定在主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动,如果认为滚轮不会打滑,那么主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是( )
图2111
A.n2=n1
B.n1=n2
C.n2=n1
D.n2=n1
【解析】 由滚轮不会打滑可知,主动轴上的平盘与可随从动轴转动的圆柱形滚轮在接触点处的线速度相同,即v1=v2,由此可得x·
2πn1=r·
2πn2,所以n2=n1
,选项A正确.
10.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2m,轴杆的转速为3600r/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2112所示.则该子弹的速度可能是( )
图2112
A.360m/sB.720m/s
C.1440m/sD.108m/s
【解析】 子弹从A盘到B盘的过程中,B盘转过的角度φ=2πN+
(N=0,1,2,…),B盘转动的角速度ω=
=2πf=2πn=2π×
rad/s=120πrad/s,子弹在A、B盘间运动的时间等于B盘转动的时间,即
,所以v=
m/s(N=0,1,2,…),N=0时,v=1440m/s;
N=1时,v≈110.77m/s;
N=2时,v=57.6m/s,…故C正确.
11.如图2113所示,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,B物体的质量为m,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.
图2113
【解析】 速度相同即大小、方向相同,B为水平向右,A一定要在最低点才能保证速度水平向右.由题意可知:
当A从M点运动到最低点时
t=nT+
T(n=0,1,2,…),线速度v=ωr
对于B(初速度为0):
v=at=
(nT+
T)=
(n+
解得:
F=
(n=0,1,2,…).
【答案】 F=
(n=0,1,2,…)
12.如图2114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,要使球与盘只碰一次,且落点为B,求小球的初速度和圆盘转动的角速度ω.
图2114
【解析】 小球做平抛运动,在竖直方向上h=
gt2,则运动时间t=
又因为水平位移为R,
所以球的速度v=
=R·
在时间t内盘转过的角度
θ=n·
2π,
又因为θ=ωt,则转盘角速度
=2nπ
(n=1,2,3…).
【答案】 R·
2nπ
(n=1,2,3…)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 课堂 坐标 学年 高中物理 圆周运动 教师 用书教科版 必修
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)