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《2019-2020年高中物理 第五章 曲线运动 4 圆周运动教学案 新人教版必修2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2019-2020年高中物理第五章曲线运动4圆周运动教学案新人教版必修2[学习目标]1.知道什么是匀速圆周运动,知道它是变速运动.2.掌握线速度的定义式,理解线速度的大小、方向的特点.3.掌握角速度的定义式,知道周期、转速的概念.4.理解掌握公式v=ωr和ω=2πn.一、线速度1.定义:物体做圆周运动通过的弧长与通过这段弧长所用时间的比值,v=.2.意义:描述做圆周运动的物体运动的快慢.3.方向:线速度是矢量,方向与圆弧相切,与半径垂直.4.匀速圆周运动(1)定义:沿着圆周运动,并且线速度大小处处相等的运动.(2)性质
2、:线速度的方向是时刻变化的,所以是一种变速运动.二、角速度1.定义:连接物体与圆心的半径转过的角度与转过这一角度所用时间的比值,ω=.2.意义:描述物体绕圆心转动的快慢.3.单位(1)角的单位:国际单位制中,弧长与半径的比值表示角的大小,称为弧度,符号:rad.(2)角速度的单位:弧度每秒,符号是rad/s或rad·s-1.三、周期和转速1.周期T:做圆周运动的物体转过一周所用的时间,单位:秒(s).2.转速n:单位时间内转过的圈数,单位:转每秒(r/s)或转每分(r/min).3.周期和转速的关系:T=(n单位r/s
3、时).四、线速度与角速度的关系1.在圆周运动中,线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积.2.公式:v=ωr.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(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,相同时间内位移相同.(×)(3)做匀速圆周运动的物体,其合外力不为零.(√)(4)做匀速圆周运动的物体,其线速度不变.(×)(5)做匀速圆周运动的物体,其角速度大小不变.(√)(6)做匀速圆周运动的物体,周期越大,角速度越小.(√)2.A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相等时间内它们通过的弧长比sA∶sB=
4、2∶3,转过的圆心角比θA∶θB=3∶2,那么它们的线速度之比vA∶vB=________,角速度之比ωA∶ωB=________.答案 2∶3 3∶2解析 由v=知=;由ω=知=.一、线速度和匀速圆周运动[导学探究] 如图1所示为自行车的车轮,A、B为辐条上的两点,当它们随轮一起转动时,回答下列问题:图1(1)A、B两点的速度方向沿什么方向?(2)A、B两点在相同的时间内沿圆弧运动的轨迹长度相同吗?哪个运动得快?(3)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等,B做匀速运动吗?(4)匀速圆周运动的线速度是不变的吗?匀速
5、圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗?答案 (1)两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向.(2)B运动的轨迹长,B运动得快.(3)B运动的速率不变,但B运动的方向时刻变化,故B做非匀速运动.(4)质点做匀速圆周运动时,线速度的大小不变,方向时刻在变化,因此,匀速圆周运动不是线速度不变的运动,只是速率不变,是变速曲线运动.而“匀速直线运动”中的“匀速”指的是速度不变,是大小、方向都不变,二者并不相同.[知识深化]1.对线速度的理解(1)线速度是物体做圆周运动的瞬时速度,线速度越大,物体运动得越快.(2)线速
6、度是矢量,它既有大小,又有方向,线速度的方向在圆周各点的切线方向上.(3)线速度的大小:v=,Δs代表弧长.2.对匀速圆周运动的理解(1)匀中有变:由于匀速圆周运动是曲线运动,其速度方向沿着圆周的切线方向,所以物体做匀速圆周运动时,速度的方向时刻在变化.(2)匀速的含义:①速度的大小不变,即速率不变.②转动快慢不变,即角速度大小不变.(3)运动性质:线速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是一种变速运动.例1 (多选)某质点绕圆轨道做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )A.因为它速度大小始终不变,所以它做的是匀速运动
7、B.它速度大小不变,但方向时刻改变,是变速运动C.该质点速度大小不变,因而加速度为零,处于平衡状态D.该质点做的是变速运动,具有加速度,故它所受合力不等于零答案 BD二、角速度、周期和转速[导学探究] 如图2所示,钟表上的秒针、分针、时针以不同的角速度做圆周运动.图2(1)秒针、分针、时针它们转动的快慢相同吗?如何比较它们转动的快慢?(2)秒针、分针和时针的周期分别是多大?答案 (1)不相同.根据角速度公式ω=知,在相同的时间内,秒针转过的角度最大,时针转过的角度最小,所以秒针转得最快.(2)秒针周期为60s,分针周期
8、为60min,时针周期为12h.[知识深化]1.对角速度的理解(1)角速度描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢,角速度越大,物体转动得越快.(2)角速度的大小:ω=,Δθ代表在时间Δt内,物体与圆心的连线转过的角度.(3)在匀速圆周运动中,角速度大小不变,是恒量.2.对周期和频率(转速)的理解(1)周期描述了匀速圆周运动的一个重要
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