匀速圆周运动中传动问题分析.doc

匀速圆周运动中传动问题分析匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点，同时它又容易和很多知识综合在一起，形成能力性很强的题目，如除力学部分外，后面电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点，首先是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动力学规律，现就其中传动问题作点滴说明。一、复习相关公式（1）线速度大小 （2）角速度 （3）向心力 ，向心加速度 ；（4）v、r的关系：v=r.（5）、n的关系：=2n.二、常见问题传动装置中各物理量间的关系：1.传动的几种情况（1）皮带传动（线速度大小相等）（2）同轴传动（角速度相等）（3）齿轮传动（线速度大小相等）（4）摩擦传动（线速度大小相等）2.传动装置中的两个结论（1）凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等（2）凡是同一个轮轴上(各个轮都绕同一根轴同步转动)的轮子，轮上各点的角速度都相等(轴上的点除外)三、例题分析例1、如图所示，a、b两轮靠皮带传动，A、B分别为两轮边缘上的点，C与A同在a轮上，已知 ，在传动时，皮带不打滑。求：（1） ；（2） ；（3） 。图解析：A、C两点在同一皮带轮上，它们的角速度相等，即，由于皮带不打滑，所以A、B两点的线速度大小相等，即。（1）根据知（2）根据知（3）根据知点评：共轴转动的物体上各点的角速度相同，不打滑的皮带传动的两轮边缘上各点线速度大小相等，这样通过“角速度”或“线速度”将比较“遥远”的两个质点的运动学特点联系在一起，最后再利用v=r进行分析。热点练习：1、如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的点，且RARC2RB，则三质点角速度和线速度的关系分别为(皮带不打滑)A.A:B:C=1:2:1,vA:vB:vC=1:2:1B.A:B:C=2:2:1,vA:vB:vC=2:1:1C.A:B:C=1:2:2,vA:vB:vC=1:1:2D.A:B:C=2:2:1,vA:vB:vC=1:2:2分析 因皮带不打滑，传动带上各处线速度大小相同，故vBvC，因A、B在同一圆盘上，故角速度相等，即AB，再由线速度与角速度的关系式v=r,因RA2RB，有VA2VB，又RC2RB，有B2C，将各式联系起来可知选项B正确.小结 分析皮带传动装置问题时应注意：若皮带不打滑，与皮带相接触的轮边缘处的线速度大小相等；同一轮上各点的角速度相等；找出相等条件后再利用v=r进行分析.2、如图所示，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点则 （ ）A两轮转动的角速度相等 B大轮转动的角速度是小轮的2倍C质点加速度aA2aB D质点加速度aB4aC分析：两轮不打滑，边缘质点线速度大小相等，vAvB，而rA2rB，故AB，A、B错误；由an得，C错误；由an2r得2，则4aC，D正确例2、(2010年高考广东卷)如图所示是一个玩具陀螺a、b和c是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是()Aa、b和c三点的线速度大小相等 Ba、b和c三点的角速度相等 Ca、b的角速度比c的大 Dc的线速度比a、b的大解析：由于a、b、c三点是陀螺上的三个点，所以当陀螺转动时，三个点的角速度相同，选项B正确，C错误；根据vr，由于a、b、c三点的半径不同，rarbrc，所以有vavbvc，选项A、D均错误热点练习：1如图所示，球体绕中心线OO转动，则下列说法中正确的是( )(第1题)AA、B两点的角速度相等 BA、B两点的线速度相等CA、B两点的转动半径相等 DA、B两点的转动周期相等同步练习：1、如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r,a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径为2r.b点在小轮上，到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑.则A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的向心加速度大小相等解析：皮带不打滑，故a、c两点线速度相等，选C；c点、b点在同一轮轴上角速度相等，半径不同，由 ，b点与c点线速度不相等，故a与b线速度不等，A错；同样可判定a与c角速度不同，即a与b角速度不同，B错；设a点的线速度为 ，则a点向心加速度 ，由 ， ，所以 ，故 ，D正确。本题正确答案C、D。点评：处理皮带问题的要点为：皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等，同一轮上各点的角速度相同。2、如图所示的皮带传动装置中，右边两轮是连在一起同轴转动，图中三轮半径的关系为：，A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则A、B、C三点的线速度之比为_，角速度之比为_，周期之比为_。解析：因为A、B两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内A、B两点转过的弧长相等，即，由知又B、C是同轴转动，相等时间转过的角度相等，即，由知。 所以，。再根据得。3如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d各点的线速度之比_、角速度之比_abcd4、如图所示，在轮B上固定有同轴小轮A，轮B通过皮带带动轮C，皮带和两之间没有滑动，A、B、C三轮的半径依次为r1、r2和r3.绕在A轮上的绳子，一端固定在A轮边缘上，另一端系有重物P，当重物P以速率v匀速下落时，C轮转动的角速度为 . V5、如图，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处半径rArBrC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是 ()AaAaBaC BaCaAaBCaCaAaA 解析：皮带传动且不打滑，A点与B点线速度相同，由a有a，所以aAaC，所以aCaAaB，可见选项C正确6、如图所示为某一皮带传动装置主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n