《圓周運動》PPT課件
第一部分內(nèi)容：必備知識·素養(yǎng)奠基
一、線速度
【思考】
地球在自轉(zhuǎn),地球上各個位置的速度大小相同嗎?
提示:地球上各個位置的速度大小不相同。
1.定義:做圓周運動的物體通過的_____與所用時間的比值。
2.表達(dá)式:v=____。
3.物理意義:描述做圓周運動的物體_________的物理量。
4.方向:線速度是矢量,沿圓弧上該點的_________。
5.勻速圓周運動:
(1)線速度大小_________的圓周運動。
(2)性質(zhì):_______曲線運動。
二、角速度
【思考】
鐘表上的時針和分針繞軸轉(zhuǎn)動的快慢一樣嗎?
提示:時針和分針繞軸轉(zhuǎn)動的快慢是不一樣的。
1.定義:物體與圓心的連線所轉(zhuǎn)過的_____與轉(zhuǎn)過這一角度_______________。
2.表達(dá)式:ω=______。
3.物理意義:描述物體___________的快慢。
4.單位:
(1)角度的單位:國際單位制中,_________________表示角的大小,稱為弧度,符號:____。
(2)角速度的單位:弧度每秒,符號是______。
5.轉(zhuǎn)速和周期:
(1)轉(zhuǎn)速:單位時間內(nèi)物體轉(zhuǎn)過的圈數(shù),常用n表示,單位為____________或轉(zhuǎn)每分(r/min)。
(2)周期:做勻速圓周運動的物體,轉(zhuǎn)過一周所用時間,用T表示,國際單位為秒(s)。
三、線速度與角速度的關(guān)系
【思考】
大齒輪和小齒輪邊緣上一點的線速度、角速度與運動半徑三者之間滿足什么關(guān)系?
提示:v=ωr
1.兩者的關(guān)系:在圓周運動中,線速度的大小等于________________________。
2.表達(dá)式:v=____。
3.推導(dǎo):
4.下列描述中符合事實的有_______。
①勻速圓周運動是一種勻速運動
②做勻速圓周運動的物體,相等時間內(nèi)通過的位移相同
③做勻速圓周運動的物體,其所受合力一定不為零
④在描述圓周運動的物理量中,線速度是矢量,周期、轉(zhuǎn)速是標(biāo)量
⑤做圓周運動的物體轉(zhuǎn)過的角度越大,其角速度就越大
⑥當(dāng)半徑一定時,線速度與角速度成正比
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圓周運動PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
一 描述圓周運動的物理量
1.描述圓周運動的各物理量之間的關(guān)系:
2.描述圓周運動的各物理量之間關(guān)系的分析技巧:
(1)角速度、周期、轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的分析:物體做勻速圓周運動時,由ω=2π/t=2πn知,角速度、周期、轉(zhuǎn)速三個物理量,只要其中一個物理量確定了,其余兩個物理量也唯一確定了。
【思考·討論】
深空探測是國家的重大戰(zhàn)略需求,是人類走出地球搖籃的必由之路,關(guān)系到國家未來的發(fā)展空間、太空資源、安全等重大問題。我國第一個火星探測器預(yù)計2020年發(fā)射,當(dāng)探測器環(huán)繞火星做勻速圓周運動時。
討論:
(1)轉(zhuǎn)過的弧長、圓心角與半徑有何關(guān)系?(物理觀念)
(2)轉(zhuǎn)過的線速度、角速度與軌道半徑滿足什么關(guān)系?(物理觀念)
提示:(1)l=rθ (2)v=ωr
二 三種傳動方式
1.三種傳動裝置:
2.求解傳動問題的思路:
(1)分清傳動特點:若屬于皮帶傳動或齒輪傳動,則輪子邊緣各點線速度大小相等;若屬于同軸傳動,則輪上各點的角速度相等。
(2)確定半徑關(guān)系:根據(jù)裝置中各點位置確定半徑關(guān)系,或根據(jù)題意確定半徑關(guān)系。
【思考·討論】
情境:蹺蹺板的支點位于板的中點,兩個小朋友坐在兩端。
討論:
(1)在撬動蹺蹺板的某一時刻,兩個小朋友的線速度的大小關(guān)系及角速度的大小關(guān)系如何?(物理觀念)
提示:線速度和角速度都相同。
(2)如果蹺蹺板的支點不在板的中點,線速度和角速度的關(guān)系如何?(科學(xué)思維)
提示:角速度相同,線速度不同。
【典例示范】
(多選)如圖所示,在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片上有A、B、C三點,其中A、C在葉片的頂點,B在葉片的中點。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動時,這三點( )
A.線速度大小都相等
B.線速度方向都相同
C.角速度大小都相等
D.周期都相等
三 圓周運動的周期性和多解問題
1.問題特點:
(1)研究對象:勻速圓周運動的多解問題含有兩個做不同運動的物體。
(2)運動特點:一個物體做勻速圓周運動,另一個物體做其他形式的運動(如平拋運動,勻速直線運動等)。
(3)運動的關(guān)系:由于兩物體運動的時間相等,根據(jù)等時性建立等式求解待求物理量。
2.分析技巧:
(1)抓住聯(lián)系點:明確題中兩個物體的運動性質(zhì),抓住兩運動的聯(lián)系點。
(2)先特殊后一般:先考慮第一個周期的情況,再根據(jù)運動的周期性,考慮多個周期時的規(guī)律。
【思考·討論】
情境:指尖陀螺是一種一個軸承對稱結(jié)構(gòu)、可以在手指上空轉(zhuǎn)的小玩具,它是由一個雙向或多向的對稱體作為主體,在主體中間嵌入一個軸承的設(shè)計組合,整體構(gòu)成一個可平面轉(zhuǎn)動的新型物品,其中就包括可以懸浮在空中的指尖陀螺。
討論:
(1)指尖陀螺在快速旋轉(zhuǎn)時,陀螺上的每一點都在做什么運動?(物理觀念)
提示:指尖陀螺上每一點都在繞圓心做圓周運動。
(2)當(dāng)指尖陀螺的轉(zhuǎn)速達(dá)一定程度時,我們看到好像陀螺處于靜止?fàn)顟B(tài)一樣,為什么?(科學(xué)思維)
提示:每經(jīng)過特定的時間指尖陀螺就會轉(zhuǎn)回到初始位置,所以我們看到好像陀螺不動一樣。
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