物理必修二学案（5.4圆周运动）.doc

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1、5.4 圆周运动导学案来源:Zxxk.Com【学习目标】1理解线速度、角速度和周期的物理意义，知道它们之间的关系（高考要求）来源:学*科*网Z*X*X*K2知道匀速圆周运动的特点3应用线速度、角速度和周期公式求解匀速圆周运动的有关问题。【重点难点】线速度、角速度和周期的物理意义；应用线速度、角速度和周期公式求解匀速圆周运动的有关问题。【学法指导】仔细观察教材的图片，体会圆周运动的特点；理解描述圆周运动的几个物理量的意义【知识链接】1对速度的理解速度：描述物体运动_和运动_的物理量，是_对时间的变化率，是矢量。速度是一个用比值定义的物理量，定义式为_。平均速度：在变速直线运动中，运动物体的_和所

2、用时间的_，称为平均速度公式为_，方向为_的方向。瞬时速度：对应于某一_（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。速率：_速度的大小即为速率；2做曲线运动物体在某一点的速度方向是：_。【学习过程】一、物体做圆周运动的实例教材P16 例1：电风扇工作时_上的点、时钟的_、通过田径场_时的运动员等，都在做_运动。例2：以运动的自行车为例，说明做圆周运动的部件有哪些_。问题探究1：如何来描述质点做圆周运动的快慢呢？如：比较运动员甲和乙在弯道部分做圆周运动的快慢可用什么方法？_比较时钟的分针和时针做圆周运动的快慢可用什么方法？_二、描述圆周运动快慢的物理量线速度、角速度、周期、转速1线速度：物体做圆

3、周运动时通过的_和时间的_，叫做线速度。定义式：线速度=_；问题探究2：（1）教材P16最后一段说明：_（2）教材P17第一段说明：_（3）教材P17第二段说明：线速度是 _，其方向沿着圆弧的 方向。（4）教材P17第三段：匀速圆周运动的线速度特点是：大小_，方向_，是一种_运动，“匀速”是指_不变。2角速度：物体做圆周运动时，半径扫过的_和时间的_，叫做角速度，用来描述物体绕_转动的快慢。定义式：角速度=_。问题探究3：阅读教材P17（1）在国际单位制中，角的量度单位是_，符号_，采用该单位时，角的大小等于_与_的比值。周角360用弧度表示是 ；平角180是_；直角90是_；45角是_；60

4、角是_；30角是_（2）弧长s与半径r、圆心角之间的关系式是_（3）在国际单位之中，角速度的单位是_，符号_或_。（4）匀速圆周运动也是角速度_的运动。3转速：物体做圆周运动时，用单位时间转过的_也可以表示转动的快慢，符号n，单位_或转每分（r/min）。角速度与转速n的关系是_4周期：物体做匀速圆周运动时，用转过_所用的时间也可以表示转动的快慢，称为周期，符号T，单位s。周期越短说明转动的_。角速度与周期T的关系是_5频率：单位时间内完成圆周运动的次数，称为频率，用符号f表示，单位赫兹（Hz）。在描述匀速圆周运动时，频率f在数值上等于转速n。f=n=三、线速度、角速度、周期之间的关系 1线速

5、度与周期：物体在一个周期T内通过的弧长等于圆的周长2r，则线速度与周期的关系式：v= 2角速度与周期：物体在一个周期T内通过的角度是2，则角速度与周期的关系式：=_3角速度与线速度：由1、2可以推得线速度与角速度的关系式：v= 或= 【训练测试】1静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法中正确的是（ ）A. 它们的运动周期都相同 B. 它们的线速度都相同C. 它们的线速度大小都相同 D. 它们的角速度可能不同ABvAvBO2如图所示，两个小球固定在一根长为l的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动。当小球A的速度为vA时，小球B的速度为vB，则轴心O到小球A 的距离是（ ）A. B. C. D

6、. ABCrArBrC3如图所示的皮带传动装置中，右边两轮固定在一起同轴转动，图中A、B、C三轮的半径关系为rArC2rB，设皮带不打滑，则三轮边缘上的一点线速度之比vAvBvC ，角速度之比ABC 。来源:学*科*网4一台走时准确的时钟，其秒针、分针、时针的长度之比为l1l2l3321，试求：秒针、分针、时针转动的角速度之比；秒针、分针、时针针尖的线速度之比。来源:学科网ZXXK图677太阳地球月球M1M2M1E1E25若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一个平面内，且均为正圆，又知这两种转动反向，如图677所示，月相变化的周期为29.5天。（图示是相继两次满月时，月、地、日相对

7、位置的示意图）求：月球绕地球一周所用的时间T（因月球总是一面朝向地球，故T恰是月球的自转周期）。（提示：可借鉴恒星日、太阳日的解释方法）【参考答案】1答案：A解析 如图所示，地球绕自转轴转动时，地球上各点的运动周期及角速度都是相同的。物体随地球一起转动，其运动的平面是物体所在的纬度线平面，其圆心分布在自转轴上，不同纬度处物体做圆周运动的半径是不同的，只有同一纬度处的转动半径相等，根据v=r知，线速度的大小才相同，但即使物体的线速度大小相同，方向也各不相同。2答案：B解析 设轴心O到小球A的距离为x，因两小球固定在同一转动杆的两端，故两小球做圆周运动的角速度相同，半径分别为x、lx。根据有，解得

8、。3解析 A、B两轮由皮带带动一起转动，皮带不打滑，故A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等。B、C两轮固定在同一轮轴上，同轴转动，角速度相等。但是由于两轮的半径不等，由vr可知，B、C两轮边缘上各点的线速度大小不等，且C轮边缘上各点的线速度是B轮边缘上各点线速度的两倍，故有vAvBvC112。因A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等，同样由vr可知，它们的角速度与半径成反比，即 ABrBrA12。4解析 走时准确的时钟，其秒针、分针、时针匀速转动的周期分别为T160s、T260min、T312h。由可得秒针、分针、时针转动的角速度之比123720121。因vr，故秒针、分针、时针针尖的线速度之比

9、 v1v2v3l11l22l33(3720)(212)(11)2160241。5解析 下面提供两种解法。解法一：月球在M1位置时是满月，下一次满月是在M2位置，期间相隔29.5天，这个过程中地球相对太阳转过角，月球相对地球转过了（2）角，花了29.5天，月球真正自转一周2，相对地球是在M1方向上。由比例关系可得月球公转时地球公转时：、联立两式，消去可得T27.3天，即为月球绕地球转一周所用的时间。解法二：地球绕太阳公转每天转过的角速度弧度/天（取回归年为365天）。从上次满月到下次满月地球公转了角，用了29.5天。所以t29.5弧度月球在两次满月之间转过（2）用了29.5天，所以月球的角速度弧度/天根据周期公式可得月球公转T天天27.3天。来源:学科网【学习反思】1描述圆周运动的物理量有哪些？它们之间有怎样的联系和区别？2怎样理解弧度这个概念？