2024年高中物理新教材同步 必修第二册学习笔记第6章 专题强化　圆周运动的传动问题和周期性问题

专题强化圆周运动的传动问题和周期性问题[学习目标]1.熟练掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系，掌握圆周运动中传动的特点(重点)。2.会分析圆周运动中多解的原因，掌握解决圆周运动中的多解问题的方法(难点)。一、圆周运动的传动问题1．常见的传动装置及特点项目装置特点转动方向规律同轴转动A、B两点在同轴的一个圆盘上A、B两点角速度、周期____(填“相同”或“相反”)线速度与半径成：eq\f(vA,vB)＝______皮带传动两个轮子用皮带连接(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点A、B两点线速度大小_____(填“相同”或“相反”)角速度与半径成：eq\f(ωA,ωB)＝_______周期与半径成：eq\f(TA,TB)＝_______齿轮传动两个齿轮轮齿吻合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点，N1、N2分别为大齿轮和小齿轮的齿数A、B两点线速度大小_____(填“相同”或“相反”)角速度与半径成，与齿轮齿数成：eq\f(ωA,ωB)＝＝_____周期与半径成，与齿轮齿数成：eq\f(TA,TB)＝＝_____摩擦传动两摩擦轮靠摩擦进行传动(两轮不打滑)，A点和B点分别是两轮边缘上的点A、B两点线速度大小_____(填“相同”或“相反”)角速度与半径成：eq\f(ωA,ωB)＝_____周期与半径成：eq\f(TA,TB)＝_____2.求解传动问题的思路：(1)分清传动特点：若属于皮带传动、齿轮传动或摩擦传动，则轮子边缘各点线速度大小相等；若属于同轴转动，则轮上各点的角速度相等。(2)确定半径关系：根据装置中各点位置确定半径关系或根据题意确定半径关系。(3)择式分析：若线速度大小相等，则根据ω∝eq\f(1,r)分析；若角速度大小相等，则根据v∝r分析。例1(多选)(2022·包头市高一期末)图中A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，两轮没有相对滑动。下列说法正确的是()A．A、B两点的角速度跟半径成反比B．A、B两点的角速度跟半径成正比C．A、C两点的线速度大小跟半径成反比D．A、C两点的线速度大小跟半径成正比例2(2022·上海理工大学附属中学高一期中)如图所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1∶3，则在传动的过程中()A．甲、乙两轮的角速度之比为1∶3B．甲、乙两轮的周期之比为3∶1C．甲、乙两轮边缘处的线速度大小之比为3∶1D．甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为1∶1例3(2022·北京北师大二附中高一期中)自行车用链条传动来驱动后轮前进，如图是链条传动的示意图，两个齿轮俗称“牙盘”。A、B、C分别为牙盘边缘和后轮边缘上的点，大齿轮半径为r1、小齿轮半径为r2、后轮半径为r3。下列说法正确的是()A．A、B两点的角速度相等B．B、C两点的线速度大小相等C．大、小齿轮的转速之比为eq\f(r1,r2)D．在水平路面匀速骑行时，脚踏板转一圈，自行车前进的距离为eq\f(r1,r2)2πr3二、圆周运动的周期性和多解问题如图所示，直径为d的纸质圆筒，以角速度ω绕中心轴匀速转动，把枪口对准圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，忽略子弹重力、圆筒的阻力及空气阻力。问：(1)子弹做什么运动？圆筒做什么运动？(2)为什么圆筒上只有一个弹孔？(3)子弹与圆筒的运动时间有何关系？(4)子弹的速度v应满足什么条件？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．问题特点(1)研究对象：匀速圆周运动的多解问题含有两个做不同运动的物体。(2)运动特点：一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他形式的运动(如平抛运动、匀速直线运动等)。(3)运动的关系：两物体运动的时间____________。2．分析技巧(1)抓住联系点：明确题中两个物体的运动性质，抓住两运动的联系点——时间_______。(2)先特殊后一般：先考虑一个周期的情况，再根据运动的________，考虑多个周期时的规律。(3)分析时注意两个运动是________，互不影响。例4(多选)(2022·哈尔滨第十一中学高一期中)如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L＝2m，当飞镖以初速度v0＝10m/s垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g＝10m/s2，若飞镖恰好击中P点，则()A．圆盘的半径为10cmB．圆盘转动的周期可能是0.4sC．圆盘转动的角速度最小值为10πrad/sD．若飞镖初速度增大1倍，则它将击中圆心O例5(2022·长安一中高一期中)如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B，一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内，重力加速度为g，忽略空气阻力，要使小球从出口B飞出，小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________