第2章 1 圆周运动(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高一物理必修第二册（教科版2019）

知识点1　匀速圆周运动 1.圆周运动 　　物体的运动轨迹是圆的运动叫作圆周运动。圆周运动是曲线运动,所以它一定是变速运动。 2.匀速圆周运动 　　质点沿圆周运动,如果在任意相等时间内通过的圆弧长度相等,这种运动就叫作匀速圆 周运动。 3.匀速圆周运动的性质及特点 (1)匀速圆周运动线速度大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变速运动。 (2)匀速圆周运动角速度不变,周期、频率、转速都不变。 必备知识 清单破 1 圆周运动 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 知识点2　描述匀速圆周运动的物理量 1.描述匀速圆周运动物理量的对比 线速度(v) 角速度(ω) 周期(T) 频率(f) 转速(n) 定 义 做匀速圆周 运动的质点 通过的弧长Δ s与所用时间 Δt的比值 做匀速圆周 运动的物体, 半径转过的 角度Δφ与所 用时间Δt的 比值 做匀速圆周 运动的物体 运动一周所 用的时间 单位时间内 运动重复的 次数 物体转过的 圈数与所用 时间之比 大小 v=  ω=  T= =   f=  n=f=   第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 单 位 m/s rad/s s Hz r/s 标 矢 性 矢量,方向沿 圆周的切线 方向 矢量(其方向 中学阶段不 研究) 标量 标量 标量 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 2.描述圆周运动的各物理量的关系   第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 导师点睛    对公式v=ωr的理解 (1)v、ω、r间的关系是瞬时对应的。 (2)v、ω、r三个量中,只有先确定一个量不变,才能进一步明确另外两个量之间是正比关系还 是反比关系。三个量之间的关系如图所示。   第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.匀速圆周运动中的“匀速”与匀速直线运动中的“匀速”含义相同吗? 2.若物体做圆周运动的线速度很大,其角速度也一定很大吗? 3.做匀速圆周运动的物体在相等时间内通过的位移一定相同吗? 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不相同。匀速圆周运动中的“匀速”是指速率不变,即速度大小不变;而匀速直线运动中的 “匀速”是指速度大小、方向都不变。 2.不一定。根据v=ωr可知,当r一定时,线速度v越大,角速度ω越大;当r不确定时,不能根据线速 度v的大小确定角速度ω的大小。 3.不一定。位移是矢量,要考虑其方向,所以做匀速圆周运动的物体在相等时间内通过的路程 相同,但位移不一定相同。 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破 定点1　两类典型传动装置  1.同轴转动类 装置 情景 如图甲所示,两转盘绕同一转轴O匀速转动,A、B分别是两转盘边沿上的点,两转盘的半径分别为R、r;如图乙所示,地球绕地轴转动,A、B是地球表面纬度不同处的两点,它们到地轴的距离分别为R、r        第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 特点 角速度、周期及转速(或频率)相同 规律 线速度与半径成正比: =  第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 2.边沿传动类 链条、皮带传动 齿轮、摩擦传动 装置 情景 两个轮子用链条或皮带连接,A、B分别是两个轮子边沿的点     两个轮子靠齿啮合或摩擦传动,A、B分别是两个轮子边沿的点     第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 特点 A、B两点的线速度大小相等 规律 (1)角速度与半径成反比: =  (2)周期与半径成正比: =  特别说明    齿轮传动中,还有以下关系: = = , = = ,式中的NA、NB表示对应齿轮 的齿数。两个齿轮齿距相等,在相同时间内转过的齿数相等,但它们的转动方向相反。 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 典例    如图所示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径R0=1.0 cm的摩擦小轮, 小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动(假定摩擦小轮与自 行车车轮之间无相对滑动)【1】,从而为发电机提供动力。自行车车轮【2】的半径R1=35 cm,小齿 轮【3】的半径R2=4.0 cm,大齿轮【4】的半径R3=10.0 cm。求大齿轮的转速n3和摩擦小轮的转速n0 之比。   答案      第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】摩擦小轮与自行车车轮边缘各点的线速度大小相等。 【2】【3】车轮与小齿轮同轴转动,角速度相同。 【3】【4】小齿轮与大齿轮靠链条传动,边缘各点的线速度大小相等。 思路点拨    摩擦小轮与车轮靠摩擦传动,边缘各点具有大小相等的线速度;大齿轮与小齿轮 靠链条传动,边缘各点也具有大小相等的线速度;小齿轮又与车轮同轴转动,角速度相同,这样 便把大齿轮与摩擦小轮联系到了一起。根据各轮转动物理量间的关系,利用公式v=ωr、ω= 2πn求解。 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 解析    设摩擦小轮转动的角速度为ω0,自行车车轮转动的角速度为ω1,小齿轮转动的角速度 为ω2,大齿轮转动的角速度为ω3。由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,它们边缘各 点的线速度大小相等,故R1ω1=R0ω0 小齿轮与大齿轮边缘各点线速度也大小相等,故R2ω2=R3ω3 小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度相同,即ω2=ω1,得出 =  又ω0=2πn0 ,ω3=2πn3 故 =  解得 = =        第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 方法技巧    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(线速度大小或 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。 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 定点2　圆周运动的多解问题  1.多解问题的成因 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, 这要求我们在确定做匀速圆周运动的物体的运动时间时,必须把各种可能都考虑进去。 2.解决匀速圆周运动多解问题的方法 (1)分析两物体独立的运动规律、物理量的特点。 (2)正确寻找两物体的关联点,关联点是解题的关键,一般是时间或位移。 (3)圆周运动的周期性会造成多解。分析时,可暂时不考虑周期性,先分析出一个周期内的情 况,再根据圆周运动的周期性,在转过的角度上加2πn(n的具体取值由题意而定)。 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 典例    如图所示,B物体放在光滑的水平地面上,在水平恒力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点开始沿逆时针方向做半径为r、角速度为ω的匀 速圆周运动【1】。问:力F为多大时,可使A、B两物体在某些时刻的速度相同【2】。   答案     (n=0,1,2,…) 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】注意圆周运动的周期性,要考虑多解; 【2】只有当A运动到圆周的最低点时,才有可能与B速度相同。 思路点拨    A做匀速圆周运动,B做初速度为零的匀加速直线运动,两者同时开始运动,A从M 点转动到最低点时,B物体的速度增加到ωr,即等于A的线速度,则A、B速度相同;由于圆周运 动具有周期性,A从M到最低点的时间具有多个解,根据题目条件,列出这个时间的通式,则得 到B物体末速度的通式,进而解出F的可能值。 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 解析    设A、B运动时间t后速度相同(大小相等,方向相同)。 对A物体,有t= T+nT=  (n=0,1,2,…),vA=rω 对B物体,有F=ma,得a= ,vB=at= t 由vB=vA,得 ·  =ωr(n=0,1,2,…) 解得F= (n=0,1,2,…) 答案     (n=0,1,2,…) 第一单元 中国共产党的领导 第1讲　描述运动的基本概念 $$