专题1：圆周运动传动问题和周期性问题 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

圆周运动的 传动问题和 周期性问题 海 字 字 一、下图为皮带传动装置（两个轮子用皮带连接(皮带不打滑)），试分析A、B两点（是两个轮子边缘上的点）的线速度及角速度关系。 皮带传动时，在相同的时间内，A、B两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相同； 又v＝rω，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小：ωA<ωB 二、A、B两点在同轴的一个圆盘上 同轴传动装置，试分析A、B两点的角速度及线速度关系。 同轴传动时，在相同的时间内，A、B两点转过的角度相等，所以这两点的角速度相同，又因为v＝rω，当ω一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大：> 三、两个齿轮啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点,试分析A、B两点的线速度及角速度关系。 A、B两点的线速度大小相同；当v一定时，角速度与半径成反比,ωA<ωB 例一： 如图所示，rA＝2rB＝2rC，则： (1)vA∶vB＝________， ωA∶ωB＝________. (2)ωA∶ωC＝　 ， vA∶vC＝ . 1∶1 1∶2 1∶1 2∶1 例二： 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 当踩踏板做匀速圆周运动的角速度为5 rad/s时，踏板和链轮同轴转动，则链轮的角速度为5 rad/s，由于链轮与飞轮通过链条传动，边缘线速度大小相等，由v＝rω可知，角速度与半径成反比，故飞轮的角速度为15 rad/s，后轮的角速度与飞轮相等， 可知，后轮边缘处A点的 线速度大小为 v＝Rω＝0.3×15 m/s＝4.50 m/s， 故选B. 例三： (多选)如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为∶＝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，由于摩擦作用，B轮也随之无相对滑动地转动起来.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.线速度之比为3∶3∶2 B.角速度之比为3∶3∶2 C.转速之比为2∶3∶2 D.周期之比为2∶3∶3 A轮、B轮靠摩擦传动，边缘点线速度大小相等，故va∶vb＝1∶1，根据公式v＝rω，有ωa∶ωb＝3∶2，根据ω＝2πn，有na∶nb＝3∶2，根据T＝ ，有Ta∶Tb＝2∶3；B轮、C轮同轴转动，角速度相等，故ωb∶ωc＝1∶1，根据v＝rω，有vb∶vc＝3∶2，根据ω＝2πn，有nb∶nc＝1∶1，根据T＝ ，有Tb∶Tc＝1∶1，联立可得va∶vb∶vc＝3∶3∶2，ωa∶ωb∶ωc＝3∶2∶2，na∶nb∶nc＝3∶2∶2，Ta∶Tb∶Tc＝2∶3∶3， 故A、D正确，B、C错误. 1.线速度与角速度之间关系的理解： 由线速度大小v＝ωr知，r一定时，v∝ω； v一定时，ω∝ ； ω一定时，v∝r. 2.在处理传动装置中各物理量间的关系时，关键是确定其相同的量(线速度或角速度)，再由描述圆周运动的各物理量间的关系，确定其他各量间的关系. 周期性问题 海 字 字 例一： 子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入，B位置射出，如图所示).OA、OB之间的夹角θ＝ ，已知圆筒半径R＝0.5 m，子弹始终以v0＝60 m/s的速度沿水平方向运动(不考虑 重力的作用)，则圆筒的转速可能是（） A.20 r/s B.60 r/s C.100 r/s D.140 r/s 解题方法： 1.计算非圆周运动物体所用时间： 根据几何关系可得A与B之间的距离为R，R＝v0t,解得t= 2.计算满足问题条件时做圆周运动的物体需要转过的角度 3.根据 n=100+120k 带入可得n=100、220……故选C 例二：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 解题方法： 1.计算非圆周运动物体所用时间： 根据题意可得t= 2.计算满足问题条件时做圆周运动的物体需要转过的角度 3.根据