《圓周運動》PPT課件
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、線速度
【思考】
地球在自轉,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:_______曲線運動。
二、角速度
【思考】
鐘表上的時針和分針繞軸轉動的快慢一樣嗎?
提示:時針和分針繞軸轉動的快慢是不一樣的。
1.定義:物體與圓心的連線所轉過的_____與轉過這一角度_______________。
2.表達式: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.轉速和周期:
(1)轉速:單位時間內物體轉過的圈數,常用n表示,單位為____________或轉每分(r/min)。
(2)周期:做勻速圓周運動的物體,轉過一周所用時間,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系?
提示:v=ωr
1.兩者的關系:在圓周運動中,線速度的大小等于________________________。
2.表達式:v=____。
3.推導:
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、轉速是標量
⑤做圓周運動的物體轉過的角度越大,其角速度就越大
⑥當半徑一定時,線速度與角速度成正比
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圓周運動PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
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系:
2.描述圓周運動的各物理量之間關系的分析技巧:
(1)角速度、周期、轉速之間關系的分析: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略需求,是人類走出地球搖籃的必由之路,關系到國家未來的發展空間、太空資源、安全等重大問題。我國第一個火星探測器預計2020年發射,當探測器環繞火星做勻速圓周運動時。
討論:
(1)轉過的弧長、圓心角與半徑有何關系?(物理觀念)
(2)轉過的線速度、角速度與軌道半徑滿足什么關系?(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)確定半徑關系:根據裝置中各點位置確定半徑關系,或根據題意確定半徑關系。
【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系及角速度的大小關系如何?(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系如何?(科學思維)
提示:角速度相同,線速度不同。
【典例示范】
(多選)如圖所示,在風力發電機的葉片上有A、B、C三點,其中A、C在葉片的頂點,B在葉片的中點。當葉片轉動時,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)運動的關系:由于兩物體運動的時間相等,根據等時性建立等式求解待求物理量。
2.分析技巧:
(1)抓住聯系點:明確題中兩個物體的運動性質,抓住兩運動的聯系點。
(2)先特殊后一般:先考慮第一個周期的情況,再根據運動的周期性,考慮多個周期時的規律。
【思考·討論】
情境:指尖陀螺是一種一個軸承對稱結構、可以在手指上空轉的小玩具,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計組合,整體構成一個可平面轉動的新型物品,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)當指尖陀螺的轉速達一定程度時,我們看到好像陀螺處于靜止狀態一樣,為什么?(科學思維)
提示:每經過特定的時間指尖陀螺就會轉回到初始位置,所以我們看到好像陀螺不動一樣。
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