人教版高一物理必修2《5.4圆周运动》学案(word无答案).doc

江苏人教版物理高一年级上必修25.4圆周运动学员姓名： 年 级： 授课日期授课时段授课主题圆周运动教学目标1知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动2知道线速度、角速度的物理意义、定义式及单位教学重难点1掌握线速度、角速度、周期、转速之间的关系(重点、难点)2理解匀速圆周运动的多解问题(难点)教学内容 一、描述圆周运动的物理量1圆周运动物体沿着圆周的运动，它的运动轨迹为 ，圆周运动为曲线运动，故一定是 运动2线速度(1)物理意义：描述圆周运动物体的 (2)定义公式：v.(3)方向：线速度是矢量，其方向和半径 ，和圆弧 3角速度(1)物理意义：描述物体绕圆心 (2)定义公式：.(3)单位：弧度/秒，符号是 .4转速和周期(1)转速：物体单位时间内转过的 (2)周期：物体转过 所用的时间二、匀速圆周运动1定义：线速度大小 的圆周运动2特点(1)线速度大小不变，方向 ，是一种 运动(2)角速度 (填“变”或“不变”)(3)转速、周期 (填“变”或“不变”)基础自测1思考判断(1)做圆周运动的物体，其线速度的方向是不断变化的( )(2)线速度越大，角速度一定越大( )(3)转速越大，周期一定越大( )(4)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等( )(5)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同( )(6)匀速圆周运动是一种匀速运动( )2(多选)做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不变的是()A速度B速率 C周期 D转速3关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是() A线速度大的角速度一定大 B线速度大的周期一定小C角速度大的半径一定小 D角速度大的周期一定小4如图5­4­1所示，跷跷板在转动时，横梁上A、B两点绕O点转动的角速度大小分别为A、B，线速度大小分别为vA、vB，则()图5­4­1AABvAvB BABvAvB CABvAvB DABvAvB1描述圆周运动的各物理量之间的关系2描述圆周运动的各物理量之间关系的理解(1)角速度、周期、转速之间关系的理解：物体做匀速圆周运动时，由2n知，角速度、周期、转速三个物理量，只要其中一个物理量确定了，其余两个物理量也唯一确定了(2)线速度与角速度之间关系的理解：由v·r知，r一定时，v；v一定时，；一定时，vr.例一做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m，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)周期的大小针对训练1高速或超速离心机是基因提取中的关键设备，当超速离心机转速达80 000 r/min时，则关于距超速离心机转轴12 cm处的质点，下列说法正确的是() A周期为 sB线速度大小为320 m/sC角速度为160 000 rad/sD角速度为 rad/s几种常见的传动装置对比同轴传动皮带传动齿轮传动装置A、B两点在同轴的一个圆盘上两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点(两齿轮的齿数分别为n1、n2)特点角速度、周期相同线速度大小相同线速度大小相同转动方向相同相同相反规律线速度与半径成正比：角速度与半径成反比：.周期与半径成正比：角速度与半径成反比：.周期与半径成正比：例二如图5­4­2所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为981，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，当手推手轮圈的角速度为时，小车轮的角速度为()图5­4­2ABCD9解决传动问题的两个关键点(1)绕同一轴转动的各点角速度、转速n和周期T相等，而各点的线速度vr与半径r成正比(2)在皮带不打滑的情况下，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，而角速度与半径r成反比针对训练2汽车后备箱盖一般都有可伸缩的液压杆，如图5­4­3甲所示，图乙为简易侧视示意图，液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O点，B也为后盖上一点，后盖可绕过O点的固定铰链转动，在合上后备箱的过程中()甲乙图5­4­3AA点相对于O点做圆周运动 BB点相对于O点做圆周运动CA与B相对于O点线速度大小相同 DA与B相对于O点角速度大小相同匀速圆周运动的多解问题匀速圆周运动的周期性和多解性：因匀速圆周运动具有周期性，使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生，这就要求我们在确定做匀速圆周运动物体的运动时间时，必须把各种可能都考虑进去，一般tnT(T为运动周期，n为运动圈数)例三如图5­4­4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、角速度为的匀速圆周运动求满足使A、B速度相同的力F的取值图5­4­4匀速圆周运动多解问题(1)明确两个物体参与运动的性质和求解的问题；两个物体参与的两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移等，抓住两运动的联系点是解题关键(2)注意圆周运动的周期性造成的多解分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据运动的周期性，在转过的角度上再加上2n，具体n的取值应视情况而定针对训练3如图5­4­5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. 图5­4­5当 堂 达 标·固 双 基1(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是()A根据T，线速度越大，则周期越小 B根据T，角速度越大，则周期越小C角速度越大，速度的方向变化越快 D线速度越大，速度的方向变化越快2(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为31，线速度之比为23，那么下列说法中正确的是 ()A它们的半径之比为29 B它们的半径之比为12C它们的周期之比为23 D它们的周期之比为133如图5­4­6是自行车的传动部分，大齿轮通过链条带动小齿轮(固定在后轮轴上)转动，c、b、a分别是大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的三点，下列说法正确的是() 图5­4­6Ac、b两点的角速度相等 Ba、b两点的线速度大小相等Ca点角速度比c点角速度小 Da点线速度比c点线速度大 基础达标练1(多选)质点做匀速圆周运动时()A线速度越大，其转速一定越大 B角速度大时，其转速一定大C线速度一定时，半径越大，则周期越长 D无论半径大小如何，角速度越大，则质点的周期一定越长2如图5­4­7所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为P和Q，线速度大小分别为vP和vQ，则()图5­4­7APQ，vPvQBPQ，vPvQCPQ，vPvQDPQ，vPvQ3如图5­4­8所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为1、2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，则()图5­4­8A12，v1v2 B12，v1v2 C12，v1v2 D12，v1v24(多选)假设“神舟十一号”实施变轨后做匀速圆周运动，共运行了n周，起始时刻为t1，结束时刻为t2，运行速度为v，半径为r.则计算其运行周期可用()AT BT CT DT5如图5­4­9所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮边缘上的两个点，则偏心轮转动过程中a、b两点()图5­4­9A角速度大小相同 B线速度大小相同 C周期大小不同 D转速大小不同6(多选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度，如图5­4­10是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则() 图5­4­10A该车可变换两种不同挡位 B该车可变换四种不同挡位C当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD14D当A轮与D轮组合时，两轮角速度之比AD417(多选)如图5­4­11所示，在“勇敢向前冲”游戏中：挑战者要通过匀速转动的水平转盘从平台1转移到平台2上假设挑战成功者跳到转盘上时都能立即与转盘保持相对静止，则不同挑战成功者在转盘上一定具有相同的()图5­4­11A转动半径 B角速度 C线速度 D转速8(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，关于各点的线速度大小，下列说法正确的是 ()图5­4­12A相对于地面，轮胎与地面的接触点的速度为R B相对于地面，车轴的速度大小为RC相对于地面，轮胎上缘的速度大小为R D相对于地面，轮胎上缘的速度大小为2R能力提升练9如图5­4­13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()图5­4­13A min B1 min C min D min10如图5­4­14所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速运动，角速度为.若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是()图5­4­14AdvL2g BL(12n)v0(n0,1,2,3)Cv0 Dd2g2(12n)2(n0,1,2,3)11.半径为R的大圆盘以角速度旋转，如图5­4­15所示有人站在盘边P点上随盘转动，他想用枪击中在圆盘中心的目标O，若子弹的速度为v0，则()图5­4­15A枪应瞄准目标O射去B枪应向PO的右方偏过角度射去，而cos R/v0C枪应向PO的左方偏过角度射去，而tan R/v0D枪应向PO的左方偏过角度射去，而sin R/v012(多选)如图5­4­16甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等直径约30 cm的感应玻璃盘起电的其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮链接如图乙所示，现玻璃盘以100 r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8 cm，从动轮的半径约为2 cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑下列说法正确的是() 甲乙图5­4­16AP、Q的线速度相同 B玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反CP点的线速度大小约为1.6 m/s D摇把的转速约为400 r/min13一半径为R的雨伞绕柄以角速度匀速旋转，如图5­4­17所示，伞边缘距地面高h，甩出的水滴在地面上形成一个圆，求此圆半径r为多少？图5­4­1714如图5­4­18所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内，要使小球从出口B飞出小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件？ 图5­4­18