物理滬科版必修2學(xué)案：課堂互動(dòng)21怎樣描述圓周運(yùn)動(dòng)含解析

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1、課堂互動(dòng)三點(diǎn)剖析一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量1.線速度V（1）單位：國(guó)際單位制中，線速度的單位是米/秒（m/s）.（2）方向：在圓周該點(diǎn)的切線方向上.（3）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，線速度越大，物體轉(zhuǎn)動(dòng)越快，線速度越小，物體轉(zhuǎn)動(dòng)越慢.（4）特點(diǎn)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng).2.角速度co（1）單位：國(guó)際單位制屮，角速度的單位是弧度/秒，符號(hào)為（wd/s）.（2）方向：角速度也是一個(gè)矢量，我們?cè)诟咝‰A段只研究其大小計(jì)算方法，方向問(wèn)題不研究，在這里同學(xué)們只需知道一旦物體轉(zhuǎn)動(dòng)的順吋針或逆吋針的方向確定，那么角速度的方向

2、也就確定了，而不像線速度那樣方向時(shí)刻變化.（3）物理意義：是描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，角速度越大，物體轉(zhuǎn)動(dòng)越快，角速度越小，物體轉(zhuǎn)動(dòng)越慢.（4）特點(diǎn)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的圓周運(yùn)動(dòng).3.周期T頻率f轉(zhuǎn)速n（1）物理意義：周期、頻率、轉(zhuǎn)速都是描述圓周運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量.（2）定義：周期性運(yùn)動(dòng)每重復(fù)一次所需耍的時(shí)間叫周期；而單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)重復(fù)的次數(shù)叫頻率；單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)叫轉(zhuǎn)速.coV(4)單位：T⑸f(Hz)n(r/s)（5）二者關(guān)糸：T=y=-【例1】關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是（）A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)

3、動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中速度恒定D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)屮平均速率與平均速度相同0、解析：因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)首先是曲線運(yùn)動(dòng)，因此，其速度方向每點(diǎn)都應(yīng)該沿該點(diǎn)的切線指向運(yùn)動(dòng)方向，所以速度是變化的，即勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，則B對(duì)，A錯(cuò).勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小恒定，即速率恒定，則C錯(cuò).而平均速率=路程/時(shí)間，平均速度=位移/時(shí)間，如圖212所示，勻速圓周運(yùn)動(dòng)從0】起計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)02點(diǎn).路程指0］與02間的圓弧長(zhǎng)，而位移指從0］指向02的有向線段，自然平均速率與平均速度不一致，則D錯(cuò).答案：B二、線速度、角速度、周期

4、之間的關(guān)系1.線速度與周期的關(guān)系12岔由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為2痕，所以有=——,上式表tT明，只有當(dāng)半徑相同時(shí)，線速度才與周期成反比，當(dāng)半徑不同時(shí)，周期小的線速度不一定大,所以周期與線速度描述的快慢是不一樣的.2.角速度與周期的關(guān)系2/r由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在一個(gè)周期內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2兀，則有（D=—,上式表明,T角速度與周期一定成反比，周期大的角速度一定小.3.線速度和角速度間的關(guān)系如果物體沿半徑為『的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為1,半徑轉(zhuǎn)過(guò)的圓心1角度為0，由數(shù)學(xué)知識(shí)l=rO,

5、M

6、大.4.轉(zhuǎn)速與角速度、線速度的關(guān)系：（D=27tn,v=2;in匚V圖2-1-3【例2］如圖2-1-3所示，半徑為R的圓盤(pán)繞垂直于盤(pán)面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其正上方h處沿OB方向水平拋出一小球，要使球與盤(pán)只碰一次，且落點(diǎn)為B,則小球的初速度v=,圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度e=.解析：小球做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上人二丄野?，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=l—f又因?yàn)樗轿灰?V為R,所以球的速度為v=-=Rt在時(shí)間t內(nèi)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度9=d-2k,又因?yàn)?=a）t,則轉(zhuǎn)盤(pán)角速度為三、分析傳動(dòng)裝置的各物理量之間的關(guān)系1.同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪上各點(diǎn)角速度0)相同，進(jìn)而轉(zhuǎn)速n和周

7、期T也相等.因?yàn)橥喩系狞c(diǎn)在相同的時(shí)間之內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角相等.當(dāng)角速度相等時(shí)，線速度與質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的半徑成正比.2.不打滑的傳動(dòng)皮帶連接兩輪邊緣上的各點(diǎn)線速度大小相等.因?yàn)閮奢嗊吘壣系狞c(diǎn)在相等的時(shí)間Z內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)相等.當(dāng)線速度相等時(shí)，角速度與質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的半徑成反比.【例3】圖214為一皮帶傳動(dòng)裝置，大輪與小輪固定在同一根軸上，小輪與另一中等大小的輪子問(wèn)用皮帶相連，它們的半徑之比是1：2：3.A、B、C分別為輪子邊緣上的三點(diǎn)，那么三點(diǎn)線速度之比VA：VB：VC=；角速度之比(Oa：0)b：C0C=;轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比Ta：Tb：Tc=.解析：

8、由圖可知,A、B兩點(diǎn)線速度相等,A、C兩點(diǎn)角速度相等.又v=a,可得比=如=丄，vca)rc3所以Va：vb：vc=l：1：3；又可得="%=—,有coa：：?c=2：1：2；因T=%512龍nl一,則Ta:Tb:Tc=l：2：1.3答案：1：1：