高中物理 圆周运动（二）导学案 新人教版必修2.doc

5.5圆周运动（二） 导学案目标导学学习目标：1.掌握线速度、角速度、周期之间的关系，会用相关公式求解分析实际问题2.知道同轴转动角速度关系、传动装置线速度关系.并会用来分析实际问题重点难点：知道同轴转动角速度关系、传动装置线速度关系.并会用来分析实际问题易错问题： v、r之间关系的应用.思维激活：我们都骑过自行车，但你注意过这个问题吗：踏板、链轮、飞轮、后轮它们是怎样传动的？传动时v、r之间有怎样的关系？问题独学1、温故而知新：圆周运动中各物理量之间的关系：1.v、T、r的关系：物体在转动一周的过程中，通过的弧长s=2r，用时为T，则v=s/t=2r/T.2.、T的关系：物体在转动一周的过程中，转过的角度=2，用时为T，则=/t=2/T.3.、n的关系：物体在1秒内转过n圈，1圈转过的角度为2，则1秒内转过的角度=2n，即=2n.4.v、r的关系：v=r.2、课前感知：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（2）同轴传动（3）齿轮传动（4）摩擦传动2.皮带传动装置中的两个结论（1）同轴的各点角速度、转速、周期相等，线速度与半径成正比.（2）在不考虑皮带打滑的情况下，皮带上各点和与之接触的轮上各点线速度大小相等，而角速度与半径成反比.合作互学1、阅读教材及查找资料归纳：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.皮带传动装置中的两个结论（1）同轴的各点角速度、转速、周期相等，线速度与半径成正比.（2）在不考虑皮带打滑的情况下，皮带上各点和与之接触的轮上各点线速度大小相等，而角速度与半径成反比.2、课堂互动讲练：类型一、圆周运动的计算地球半径R=6400 km，站在赤道上的人和站在北纬60上的人随地球转动的角速度多大？它们的线速度多大？【解析】站在地球上的人随地球做匀速圆周运动，其周期均与地球自转周期相同.如图所示作出地球自转示意图，设赤道上的人站在A点，北纬60上的人站在B点，地球自转角速度不变，A、B两点的角速度相同，有A=B=2/T=（23.14）/（243600） rad/s7.310-5 rad/s变式训练1.手表的时针和分针转动时（ ）A.分针的角速度是时针的12倍B.时针的周期是12 h，分针的周期是60 sC.若分针的长度是时针的1.5倍，针端点的线速度分针是时针的150倍D.若分针的长度是时针的1.5倍，针端点的线速度分针是时针的18倍类型二、传动装置中相关物理量的关系如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA=rC=2rB.若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘上的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.【解析】A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等，即va=vb,故vavb=11.B、C两个轮子固定在一起，属于同一个转动的物体，它们上面的任何一点具有相同的角速度，即bc=11.因为=v/r,va=vb,rA=2rB,所以ab=rBrA=12又因为v=r,b=c,rC=2rB，所以vbvc=rBrC=12.综合可知:abc=122,vavbvc=112.【答案】122 112变式训练2.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，大轮的半径为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点的线速度大小相等类型三、圆周运动的周期性引起的多解问题如图所示, 半径为R的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动,当半径OB转到某一方向时,在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球,小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时,小球与圆板只碰一次,且相碰点为B?【解析】小球的运动时间t=则小球的抛出速度v=R/t由题意知,圆板转动的角速度为=2k/t=2k （k=1,2,3,）.【答案】v=R =2k （k=1,2,3,）【点评】圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解问题.有些题目会涉及圆周运动和平抛运动这两种不同的运动,这两种不同运动规律在解决同一问题时,必然有一个物理量在起桥梁作用,把两种不同运动联系起来,这一物理量常常是“时间”.变式训练3.如图所示, 直径为d的纸制圆筒以角速度绕垂直纸面的轴O匀速转动（图示为截面）.从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时,在圆周上留下a、b两个弹孔.已知aO和bO夹角为,求子弹的速度.练习固学基础巩固1.关于角速度和线速度,下列说法正确的是（ ）A.半径一定,角速度与线速度成反比 B.半径一定,角速度与线速度成正比C.线速度一定,角速度与半径成正比 D.角速度一定,线速度与半径成反比2.如图所示,皮带传动装置转动后,皮带不打滑,皮带轮上的A、B、C三点的位置如图所示，则三点的速度关系是（ ）A.vA=vB,vBvCB.vA=vB,vB=vCC.vA=vB,B=CD.AB,vBvC思维拓展3.如图所示，在轮B上固定一同轴小轮A，轮B通过皮带带动轮C，皮带和两轮之间没有滑动，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以速度v匀速下落时，C轮转动的角速度为多少？反思悟学我领悟或掌握了：1、 2、 3、 4、线速度相同的点，角速度可能不同，线速度不同的点，角速度可能相同。我还想知道： 课后作业基础巩固1.对如图6-5-4所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（ ）A.A轮带动B轮沿逆时针方向旋转B.B轮带动A轮沿逆时针方向旋转C.C轮带动D轮沿顺时针方向旋转D.D轮带动C轮沿顺时针方向旋转2.半径为r和R的圆柱体靠摩擦传动，已知R=2r，A、B分别在大小圆柱的边缘上，O2C=r，如图656所示.若两圆柱之间没有打滑现象，则vA : vB : vC= ，A : B : C= .3.应用题由于地球的自转，则关于地球上的物体的角速度、线速度的大小，以下说法正确的是( )A.在赤道上的物体线速度最大B.在两极上的物体线速度最大C.赤道上物体的角速度最大D.处于北京和南京的物体的角速度大小相等4.应用题已知某人骑自行车1.0min蹬10圈，车轮与脚蹬轮盘转数之比为3:1，车轮半径为1.0m，求车轮转动的线速度大小能力提升5.应用题机械手表中分针、秒针可视为匀速转动，分针与秒针从第一次重合到第二次重合，中间经过的时间为( )图5-5-10A.1min B.5960min C.6059min D.6160min6.如图5-5-10所示，A、B是两只相同的齿轮，A被固定不能转动。若B齿轮绕A齿轮运动半周，到达图中的C位置，则B齿轮上所标出的竖直方向上的箭头所指的方向是（ ）A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右7. 创新题半径为R的水平大圆盘以角速度旋转，如图6510所示，有人在盘边上P点随盘转动，他想用枪击中圆盘中心的目标O，若子弹的速度为vo，则（ ）A.枪应瞄准目标O射击B.枪应向PO右方偏过角射击，且cos=R/voC.枪应向PO左方偏过角射击，且tan=R/voD.枪应向PO左方偏过角射击，且sin=R/vo8.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,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是（ ）A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为nD.从动轮的转速为n9.为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，A、B平行相距2 m，轴杆的转速为3600 r/min，子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔半径夹角是30，如图所示.则该子弹的速度是（ ）A.360 m/s B.720 m/sC.1440 m/s D.108 m/s10.如图所示,半径为R的圆轮在竖直面内绕O轴匀速转动,O轴离地面高为2R,轮上a、b两点与O点连线相互垂直，a、b两点均粘有一小物体，当a点转至最低位置时，a、b两点处的小物体同时脱落，经过相同时间落到水平地面上.（1）试判断圆轮的转动