5.4 圆周运动学案 肥城二中高一物理组
【学习目标】
1、理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度,会用线速度大小的公式进行计算。
2、理解角速度的概念,会用公式进行计算。
3、理解线速度、角速度和周期的关系:
【重点难点】
1、线速度、角速度、周期的概念及引入过程,掌握它们之间的联系
2、理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性
【课前预习】
1、描述物体做圆周运动的快慢程度的物理量有 。
2、线速度的大小 ,方向 。
3、角速度的大小 。
4、周期 。
5、线速度、角速度和周期的关系 。
【问题探究】 线速度
如下图,电风扇选用不同的档位时,叶片转动的快慢不同,但都是圆周运动。
怎样描述做圆周运动的质点运动的快慢呢?
结论:
进一步思考,线速度是如何定义的?大小和方向是如何确定的?
结论:
什么叫匀速圆周运动?匀速圆周运动的线速度是恒量吗?
【典型例题】
1、对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )
A、相等的时间里通过的路程相等 B、相等的时间里通过的弧长相等
C、相等的时间里发生的位移相等 D、相等的时间里转过的角度相等
【问题探究】 角速度、周期、转速、频率
角速度的单位--弧度是如何定义的?
结论:
2、角速度是如何定义的?角速度的大小如何确定?
3、周期、频率和转速又是如何定义的?它们之间的关系怎样?
【典型例题】
1、关于匀速圆周运动下列说法中正确的是( )
A、线速度v是恒量,角速度ω也是恒量
B、线速度v是变量,角速度ω是恒量
C、线速度v是矢量,方向是圆周的切线方向,而角速度ω是标量
D、线速度v和角速度ω都是矢量,但高中阶段不研究ω的方向
2、机械表的时针和分针做圆周运动( )
A、分针的角速度是时针角速度的12倍 B、分针角速度是时针角速度的60倍
C、秒针的角速度是分针的18倍 D、秒针的角速度是分针的60倍
【问题探究】 线速度与角速度的关系
线速度和角速度的关系:
线速度和周期的关系:
3、角速度和周期的关系:
上式表明:(1)当半径相同时,线速度大的角速度也大,角速度大的线速度也大且成正比。
(2)当角速度相同时,半径大的线速度大,且成正比。
(3)当线速度相同时,半径大的角速度小,半径小的角速度大,且成反比。
(4)同一轮子上各质点的角速度关系:
(5)不打滑的皮带传动装置,皮带上各点及轮边缘各点的线速度关系(或齿轮传动):
(6)什么叫转速?它与线速度、角速度、周期关系如何?
【跟踪训练】
一、完成课后习题
二、补充练习
1、、质点做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A、速度越大,周期一定越小
B、角速度越大,周期一定越小
C、转速越大,周期一定越大
D、半径越小,周期一定越小
2、做匀速圆周运动的物体,下列哪些物理 量是不变的: ( )
A、速度 B、速率 C、角速度 D、频率
3、如下图为一皮带传动装置,大轮与小轮固定在同一根轴上,小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连,它们的半径之比是1∶2∶3.A、B、C分别为轮子边缘上的三点,那么
三点线速度之比vA∶vB∶vC= ;角速度之比ωA∶ωB∶ωC= ;
转动周期之比TA∶TB∶TC=
4、如上图所示,一个球绕中心线OO′以ω角速度转动,则( )
A. A、B两点的角速度相等 B. A、B两点的线速度相等
C.若θ=30°,则vA∶vB=∶2 D.以上答案都不对
5、甲、乙两个物体分别放在广州和北京,它们随地球一起转动时,下面说法正确的是( )
A.甲的线速度大,乙的角速度小 B.甲的线速度大,乙的角速度大
C.甲和乙的线速度相等 D.甲和乙的角速度相等
6、半径为10cm的转轮,每秒转5圈,则该转轮周期T为 s,在转轮的边沿处某点A的角速度为 rad/s,线速度为 m/s。
7、一把雨伞,圆形伞面的半径为r,伞面边缘距地面的高度为h,以角速度ω旋转这把雨伞,问伞面边缘上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圆的半径R多大