专题5圆周运动的传动问题和周期性问题-【帮课堂】2022-2023学年高一物理同步精品讲义（人教2019必修第二册）

第六章 圆周运动 专题5 圆周运动的传动问题和周期性问题 目标导航 课程标准 核心素养 1.进一步熟练掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系. 2.掌握同轴转动、皮带传动和齿轮传动的特点，会分析比较各物理量. 3.会分析圆周运动中多解的原因，掌握解决圆周运动中的多解问题的方法． 1、物理观念：同轴转动，皮带传动，圆周运动的周期性。 2、科学思维： 圆周运动的各种传动特点 3、科学探究：探究圆周运动多解问题的解决方法。。 4、科学态度与责任：运动圆周运动知识解决生活生产中的实际问题。 知识精讲 知识点01 圆周运动的传动问题 同轴转动 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(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点 两个齿轮啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点 特点 A、B两点的角速度、周期相同 A、B两点的线速度大小相等 A、B两点的线速度大小相等 规律 A、B两点的线速度大小与半径成正比：＝ A、B两点的角速度与半径成反比：＝ A、B两点的角速度与半径成反比：＝ 【即学即练1】如图所示为某种自行车的链轮、链条、飞轮、踏板、后轮示意图，在骑行过程中，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮同轴转动，已知链轮与飞轮的半径之比为3∶1，后轮直径为600 mm，当踩踏板做匀速圆周运动的角速度为5 rad/s时，后轮边缘处A点的线速度大小为(　　) A．9.00 m/s B．4.50 m/s C．0.50 m/s D．1.00 m/s 知识点02 圆周运动的周期性和多解问题 1．问题特点 (1)研究对象：匀速圆周运动的多解问题含有两个做不同运动的物体． (2)运动特点：一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他形式的运动(如平抛运动、匀速直线运动等)． (3)运动的关系：根据两物体运动的时间相等建立等式，求解待求物理量． 2．分析技巧 (1)抓住联系点：明确题中两个物体的运动性质，抓住两运动的联系点——时间相等． (2)先特殊后一般：先考虑第一个周期的情况，再根据运动的周期性，考虑多个周期时的规律． (3)分析时注意两个运动是独立的，互不影响． 【即学即练2】(多选)如图所示，夜晚电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪45次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角．当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是(　　) A．600 r/min B．900 r/min C．1 200 r/min D．1 800 r/min 能力拓展 考法01 圆周运动的传动问题 【典例1】如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的(　　) A．线速度大小之比为3∶2∶2 B．角速度之比为3∶3∶2 C．转速之比为2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为9∶6∶4 考法02 圆周运动的周期性和多解问题 【典例2】如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则(　　) A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/s B．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s C．圆盘转动的角速度一定是π rad/s D．圆盘转动的加速度可能是π2 m/s2 分层提分 题组A 基础过关练 1．如图是一种新概念自行车，它没有链条，共有三个转轮，A、B、C转轮半径依次减小。轮C与轮A啮合在一起，骑行者踩踏板使轮C动，轮C驱动轮A转动，从而使得整个自行车沿路面前行。对于这种自行车，下面说法正确的是（　　） A．转轮A、B、C线速度vA、vB、vC之间的关系是vA>vB>vC B．转轮A、B、C线速度vA、vB、vC之间的关系是vA=vB>vC C．转轮A、B、C角速度A、B、C之间的关系是A<B<C D．转轮A、B、C角速度A、B、C之间的关系是A=B>C 2．如图是农村建房时常用的小型水泥搅拌机的侧视图。其料斗内有三根不同长短的铁支架与转轴相连接，通电让其旋转时工人将石子、水泥、细砂和水等物质缓慢的放入其中，在料斗的下方有一电动机通过皮带轧带动转轴旋转，驱使三根铁支架辅之转动，搅动料斗内的物质使之混合均匀成为混凝土。下列有关说法中正确的是（　　） A．三根支架最外端各点的线速度不同，但角速度相同 B．料斗内的物质随支架一起做圆周运动 C．转轴对长支架的作用力小于