【中學教材全解】2020-2021學年人教版高中物理必修2課時學案-第五章-第4節(jié)-圓周運動

第4節(jié)圓周運動學習目標1.知道什么是圓周運動，什么是勻速圓周運動。2.知道線速度的物理意義、定義式、矢量性，知道勻速圓周運動線速度的特點。3.知道角速度的物理意義、定義式及單位，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。4.把握線速度和角速度的關系，把握線速度、角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關系。5.能在具體的情境中確定線速度和角速度與半徑的關系。自主學習1.線速度QUOTE（1）定義:（2）物理意義：描述質(zhì)點（3）定義式：。（4）方向:思考：勻速圓周運動中線速度是怎么變化的？2.角速度QUOTE（1）定義:（2）定義式：（3）角速度的單位：（4）物理意義:描述質(zhì)點3.周期和轉(zhuǎn)速（1）周期的定義：單位：（2）轉(zhuǎn)速的定義：單位：4.線速度和角速度的關系式：自我檢測圖5-4-11.（單選）如圖5-4-1所示，甲、乙兩人分別站在赤道和緯度為45°的地面上，則（）圖5-4-1A.甲的線速度大B.乙的線速度大C.甲的角速度大D.乙的角速度大2.（單選）質(zhì)點做勻速圓周運動時，下列說法正確的是（）A.線速度越大，周期確定越小B.角速度越大，周期確定越小C.轉(zhuǎn)速越小，周期確定越小D.圓周半徑越大，周期確定越小圖5-4-23.（單選）兩個小球固定在一根長為QUOTE的桿的兩端，繞桿上的QUOTE點做圓周運動，如圖5-4-2所示。當小球1的速度為QUOTE時，小球2的速度為QUOTE,則轉(zhuǎn)軸QUOTE到小球2的距離是（）圖5-4-2A.QUOTE B.QUOTEC.QUOTE D.QUOTE課內(nèi)探究一、線速度1.認真觀看鐘表上的分針、時針上某點的圓周運動。將自行車提離地面并用力使其轉(zhuǎn)動，觀看自行車的大齒輪、小齒輪、后輪上某點的運動。思考：①如何比較做圓周運動物體運動的快慢，請閱讀教材，理解線速度的定義和定義式。②比較直線運動中QUOTE=QUOTE和圓周運動QUOTE,ΔQUOTE與ΔQUOTE物理意義是否相同，若不同指出不同之處。③如何確定線速度的方向？(1)線速度的物理意義：。線速度定義：質(zhì)點做圓周運動通過的的比值。（比值定義法）定義式：QUOTE=，單位：。（ΔQUOTE是弧長，不是位移）(2)當選取的時間ΔQUOTE很小時（趨近零），弧長ΔQUOTE就等于物體在ΔQUOTE時間內(nèi)的，定義式中的QUOTE就是直線運動中學過的瞬時速度。(3)線速度方向：。2.勻速圓周運動如何定義？有何特點？（1）勻速圓周運動定義：。（2）特點：①它們在相等的時間里通過相等的，即大小相等。②勻速圓周運動是一種（選填“是”或“非”）勻速運動，線速度的方向。二、角速度圖5-4-3用線速度不能全面地反映它們運動的快慢，引入角速度描述，據(jù)圖5-4-3回答。圖5-4-31.角速度的物理意義：。2.角速度定義：。3.定義式：。4.國際單位制中，角速度的單位：。5.弧度與角度的關系：。圖5-4-4例1地球半徑QUOTE=6400km，站在赤道上的人和站在北緯60°上的人隨地球轉(zhuǎn)動的角速度多大？它們的線速度多大？（如圖5-4-4所示）圖5-4-4例2（單選）對于做勻速圓周運動的物體，下面說法中不正確的是（）A.相等時間內(nèi)通過的路程相等B.相等時間內(nèi)通過的弧長相等C.相等時間內(nèi)發(fā)生的位移相同D.相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相等三、轉(zhuǎn)速、周期閱讀教材P18，列表比較轉(zhuǎn)速、周期、頻率的定義、符號、單位、物理意義及相互之間的關系。結(jié)論：轉(zhuǎn)速周期頻率定義物體單位時間所轉(zhuǎn)過的物體所用的時間物體在1s內(nèi)所轉(zhuǎn)過的符號單位物理意義描述物體做圓周運動的快慢關系(QUOTE單位取r/s)留意：頻率越高表明物體運轉(zhuǎn)得越快。四、線速度和角速度的關系1.既然線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速都是用來描述勻速圓周運動快慢的物理量，那么它們之間有什么樣的關系呢？（1）線速度與角速度的關系：。（2）線速度與周期的關系、角速度與周期的關系：。例3（多選）甲、乙兩個做圓周運動的質(zhì)點，它們的角速度之比為3∶1，線速度之比為2∶3，那么下列說法正確的是（）A.它們的半徑之比為2∶9B.它們的半徑之比為1∶2C.它們的周期之比為2∶3D.它們的周期之比為1∶3例4做勻速圓周運動的物體，10s內(nèi)沿半徑為20m的圓周運動100m，試求物體做勻速圓周運動時：（1）線速度的大??；（2）角速度的大小；（3）周期的大小。2.合作探究：常見傳動裝置中線速度、角速度的關系。①共軸傳動：相等；②皮帶（鏈條）傳動：大小相等；③齒輪傳動：大小相等。圖5-4-5例5如圖5-4-5所示的傳動裝置中，QUOTE兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，QUOTE兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關系為QUOTE。若皮帶不打滑，求QUOTE輪邊緣上的QUOTE三點的角速度之比和線速度之比。圖5-4-5鞏固練習1.（單選）關于勻速圓周運動，下列說法中正確的是()A.線速度的方向保持不變B.線速度的大小保持不變C.角速度大小不斷變化D.線速度和角速度都保持不變2.（單選）一個物體以角速度QUOTE做勻速圓周運動時，下列說法中正確的是()A.軌道半徑越大線速度越大B.軌道半徑越大線速度越小C.軌道半徑越大周期越大D.軌道半徑越大周期越小圖5-4-63.（多選）如圖5-4-6所示的皮帶傳動裝置，主動輪的半徑與從動輪的半徑之比QUOTE∶QUOTE=2∶1，QUOTE分別是兩輪邊緣上的點，假定皮帶不打滑，則下列說法正確的是（）圖5-4-6A.QUOTE兩點的線速度之比為QUOTE∶QUOTE=1∶2B.QUOTE兩點的線速度之比為QUOTE∶QUOTE=1∶1C.QUOTE兩點的角速度之比為QU