内容正文:
第6课时 圆周运动
学习指导,核心素养物理观念,科学思维1. 通过具体实例分析,知道什么是匀速圆周运动,掌握线速度的定义式,理解线速度的大小、方向的特点.,√,√
2. 通过阅读课本,查阅资料,掌握角速度的定义式,知道周期、转速的概念,掌握有关公式的应用.,,√
1. 圆周运动:物体的运动轨迹为________,圆周运动为曲线运动,故一定是________(填“匀速”或“变速”)运动.
2. 线速度v:描述圆周运动的物体运动快慢的物理量.
(1) 定义:物体通过的弧长与________的比值.
(2) 公式:v=________=________;单位:m/s.
(3) 矢量:方向和半径垂直,和圆周________.
(4) 匀速圆周运动的线速度大小处处________、方向时刻________,仍是变速运动.
3. 角速度ω:描述物体绕圆心转动快慢的物理量.
(1) 定义:物体与圆心连线________与所用时间的比值.
(2) 公式:ω=________=________;单位:rad/s.
4. 转速n与周期T:描述物体转动快慢的物理量.
(1) 转速是物体单位时间转过的________;单位:转/分(r/s).
(2) 周期是物体沿圆周运动________所用的时间;单位:秒(s).
5. 线速度与角速度的关系:________.
6. 常见的传动方式及特点
(1) 同轴传动:如图甲所示,车轮绕同一转轴转动,辐条上各点转动的角速度大小相等,即ωA=ωB.
(2) 齿轮传动:如图乙所示,A点和B点分别是两个齿轮边缘上的点,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB.
(3) 摩擦传动:如图丙所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB.
(4) 皮带传动:如图丁、戊所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB.
甲
乙
丙
丁
戊
一、 对描述圆周运动的物理量的理解
1. 描述圆周运动的物理量
,线速度,角速度,周期,转速定义
或
意义,描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量,描述物体绕圆心转动快慢的物理量,做匀速圆周运动的物体,转动一周所用的时间,物体单位时间内转过的圈数标、
矢性,矢量,方向和半径垂直,和圆弧相切,矢量,有方向,但中学阶段不研究,标量,标量公式,v=单位,m/s,rad/s,s,r/min或r/s 2. 各物理量之间的关系
,n=,T=,ω=
例1 (多选)如图所示,当正方形薄板绕着过其中心O与板垂直的转动轴转动时,板上A、B两点的( )
A. 角速度之比ωA∶ωB=1∶1
B. 角速度之比ωA∶ωB=1∶
C. 线速度大小之比vA∶vB=∶1
D. 线速度大小之比vA∶vB=1∶
【思路分析】 匀速圆周运动中涉及的线速度、角速度间的关系的成立是有条件的,要利用一个公式确定两个量间的关系,必须先确保一个量不变,再确定另外两个量间的正、反比关系.
【解析】 由于A、B两点在同一正方形薄板上且绕同一转轴转动,故两点具有相同的角速度,A正确,B错误;根据v=ωr可得,vA∶vB=rA∶rB=1∶,C错误,D正确.
【答案】 AD
【点评】 利用一个公式确定各物理量间的关系时,应正确理解公式的含义,注意控制变量法的应用.
二、 对传动装置问题的理解
1. 在处理传动装置中各物理量之间的关系时,关键是确定相同的量(线速度或角速度),然后根据圆周运动的各物理量之间的关系,确定其他各量间的关系.
2. 当圆周运动与其他运动相结合时,必然有一个物理量起桥梁作用,而该物理量常常是圆周运动的周期,由于圆周运动具有周期性,处理问题时要注意题目的多解性.
例2 (多选)如图所示,有一皮带传动装置,A、B、C三点到各自转轴的距离分别为RA、RB、RC,已知RB=RC=,若在传动过程中,皮带不打滑.则( )
A. A点与C点的角速度大小相等
B. A点与C点的线速度大小相等
C. B点与C点的角速度大小之比为2∶1
D. B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4
【思路分析】 处理传动装置类问题时,对于同一根皮带连接的传动轮边缘的点,线速度相等;同轴转动的点,角速度相等.
【解析】 显然vA=vC,ωA=ωB,选项B正确;根据vA=vC及关系式v=ωR,可得ωARA=ωCRC,又RC=,即B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4,选项D正确.及关系式a=ω2R(下一课时学习),可得aB=,即B点与C点的角速度大小之比为1∶2,选项C错误;根据ωB=,可得ωB=,选项A错误;根据ωA=ωB,ωA=,所以ωA=
【答案】 BD
【点评】 常见的三种传动方式及特点
(1) 皮带传动:如图甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB.
,甲)