《圆周运动》PPT课件
第一部分内容：必备知识·素养奠基
一、线速度
【思考】
地球在自转,地球上各个位置的速度大小相同吗?
提示:地球上各个位置的速度大小不相同。
1.定义:做圆周运动的物体通过的_____与所用时间的比值。
2.表达式:v=____。
3.物理意义:描述做圆周运动的物体_________的物理量。
4.方向:线速度是矢量,沿圆弧上该点的_________。
5.匀速圆周运动:
(1)线速度大小_________的圆周运动。
(2)性质:_______曲线运动。
二、角速度
【思考】
钟表上的时针和分针绕轴转动的快慢一样吗?
提示:时针和分针绕轴转动的快慢是不一样的。
1.定义:物体与圆心的连线所转过的_____与转过这一角度_______________。
2.表达式:ω=______。
3.物理意义:描述物体___________的快慢。
4.单位:
(1)角度的单位:国际单位制中,_________________表示角的大小,称为弧度,符号:____。
(2)角速度的单位:弧度每秒,符号是______。
5.转速和周期:
(1)转速:单位时间内物体转过的圈数,常用n表示,单位为____________或转每分(r/min)。
(2)周期:做匀速圆周运动的物体,转过一周所用时间,用T表示,国际单位为秒(s)。
三、线速度与角速度的关系
【思考】
大齿轮和小齿轮边缘上一点的线速度、角速度与运动半径三者之间满足什么关系?
提示:v=ωr
1.两者的关系:在圆周运动中,线速度的大小等于________________________。
2.表达式:v=____。
3.推导:
4.下列描述中符合事实的有_______。
①匀速圆周运动是一种匀速运动
②做匀速圆周运动的物体,相等时间内通过的位移相同
③做匀速圆周运动的物体,其所受合力一定不为零
④在描述圆周运动的物理量中,线速度是矢量,周期、转速是标量
⑤做圆周运动的物体转过的角度越大,其角速度就越大
⑥当半径一定时,线速度与角速度成正比
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圆周运动PPT，第二部分内容：关键能力·素养形成
一 描述圆周运动的物理量
1.描述圆周运动的各物理量之间的关系:
2.描述圆周运动的各物理量之间关系的分析技巧:
(1)角速度、周期、转速之间关系的分析:物体做匀速圆周运动时,由ω=2π/t=2πn知,角速度、周期、转速三个物理量,只要其中一个物理量确定了,其余两个物理量也唯一确定了。
【思考·讨论】
深空探测是国家的重大战略需求,是人类走出地球摇篮的必由之路,关系到国家未来的发展空间、太空资源、安全等重大问题。我国第一个火星探测器预计2020年发射,当探测器环绕火星做匀速圆周运动时。
讨论:
(1)转过的弧长、圆心角与半径有何关系?(物理观念)
(2)转过的线速度、角速度与轨道半径满足什么关系?(物理观念)
提示:(1)l=rθ (2)v=ωr
二 三种传动方式
1.三种传动装置:
2.求解传动问题的思路:
(1)分清传动特点:若属于皮带传动或齿轮传动,则轮子边缘各点线速度大小相等;若属于同轴传动,则轮上各点的角速度相等。
(2)确定半径关系:根据装置中各点位置确定半径关系,或根据题意确定半径关系。
【思考·讨论】
情境:跷跷板的支点位于板的中点,两个小朋友坐在两端。
讨论:
(1)在撬动跷跷板的某一时刻,两个小朋友的线速度的大小关系及角速度的大小关系如何?(物理观念)
提示:线速度和角速度都相同。
(2)如果跷跷板的支点不在板的中点,线速度和角速度的关系如何?(科学思维)
提示:角速度相同,线速度不同。
【典例示范】
(多选)如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的顶点,B在叶片的中点。当叶片转动时,这三点( )
A.线速度大小都相等
B.线速度方向都相同
C.角速度大小都相等
D.周期都相等
三 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:由于两物体运动的时间相等,根据等时性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。
(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。
【思考·讨论】
情境:指尖陀螺是一种一个轴承对称结构、可以在手指上空转的小玩具,它是由一个双向或多向的对称体作为主体,在主体中间嵌入一个轴承的设计组合,整体构成一个可平面转动的新型物品,其中就包括可以悬浮在空中的指尖陀螺。
讨论:
(1)指尖陀螺在快速旋转时,陀螺上的每一点都在做什么运动?(物理观念)
提示:指尖陀螺上每一点都在绕圆心做圆周运动。
(2)当指尖陀螺的转速达一定程度时,我们看到好像陀螺处于静止状态一样,为什么?(科学思维)
提示:每经过特定的时间指尖陀螺就会转回到初始位置,所以我们看到好像陀螺不动一样。
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