题目列表(包括答案和解析)
2、一质点做匀速圆周运动,则它在任意相等的时间内( )
A、通过相等的弧长 B、通过相同的位移
C、转过相同的角度 D、速度的变化相同
巩固训练
1、下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A、是速度不变的运动 B、是角速度不变的运动
C、是角速度不断变化的运动 D、是相对圆心位移不变的运动
3、匀速圆周运动各物理量之间的关系:
(1)各量关系: a、v=2πr/T,
b、ω=2π/T=2πf=2πn(n的单位为转/秒),
c、v=ωr
(2)同一转盘上半径不同的各点,角速度相等但线速度大小不同
(3)皮带传动或齿轮传动的两轮边缘线速度大小相等,但角速度不一定相同
(4)当半径一定时,线速度与角速度成正比;当角速度一定时,线速度与半径成正比
案例精析
[例1]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,线速度与角速度成正比
C、线速度一定,角速度与半径的平方成反比
D、角速度一定,线速度与半径成反比
[解答]由表达式v=ωr可知,当半径一定的情况小,速度与角速度成正比。由此正确选项为BC。
[点评]本题做为对基本定义式的理解,在高考中不会出现但作为新学的知识很有必要对它有确切的理解。
[例2]如图,为测定子弹速度的装置,两个薄圆盘分别装在一个迅速转动的轴上,两盘平行。若圆盘以转速3600r/min旋转,子弹以垂直圆盘方向射来,先打穿第一个圆盘,再打穿第二个圆盘,测得两盘相距1m,两盘上被子弹穿过的半径夹角为150,则子弹的速度的大小为_________。
[解答]子弹两次穿过圆盘的时间是t=L/v,在这段时间内圆盘转过的角度是ψ+2kπ=ωt,(k=0,1,2,3,……)把数据带入后解得,(k=0,1,2,3,……)
[点评]圆周运动是周期性运动,注意多解得情况。并注意角度一定要用弧度来表示。
[例3]如图所示,传动装置中,已知大轮A的半径是小轮B半径的3倍,AB分别在边缘接触不打滑,B轮为主动轮,B轮转动时边缘的线速度为V,角速度为ω,试求:(1)两轮转动的周期之比(2)A轮边缘的线速度(3)A轮的角速度
[解答]AB两轮的边缘线速度相等。因为v=ωr,B轮的角速度为ω,所以A轮的角速度为ω/3。又周期,AB轮的周期之比为3:1。
[点评]当两轮接触又不打滑时,在单位时间内转过的弧长相等,边缘的线速度也一定相等。
方法总结
本节课内容的特点是,知识点比较的多也比较的琐碎。本节内容引进了好几个新的物理量,比如说线速度,角速度,周期,频率等等,那么对这么多的物理量要熟悉的理解和运用就需要一定量的练习,学好本节内容的关键在于要多练,在练的过程中熟悉运用公式。
2、圆周运动的表征物理量:
(1)线速度v:⑴定义:圆周运动的瞬时速度;单位时间内通过的弧长
⑵大小:线速度=弧长/时间,即v=s/t;
⑶方向:圆周的切线方向;
⑷匀速圆运动线速度的特点:线速度大小不变,但方向时刻改变
(2)角速度ω: ⑴定义:半径在单位时间内转过的角度;
⑵大小:角速度=角度(弧度)/时间即:ω=φ/t
⑶单位:弧度每秒,即:rad/s;
⑷匀速圆周运动中角速度特点:角速度恒定不变
(3)周 期T: ⑴定义:匀速圆周运动物体运动一周所用的时间;
⑵大小:周期=周长/线速度,即:T=2πr/v
⑶单位:秒,即s;
⑷匀速:圆周运动中周期的特点:周期不变
(4)频 率f: ⑴定义:每秒钟完成匀速圆周运动的转数
⑵大小:f=1/T
⑶单位:赫兹,即Hz,1Hz=1转/秒
(5)转 速n: ⑴定义:单位时间内做匀速圆周运动的物体转过的圈数,符号n
⑵大小:转速的大小就等于频率的大小
⑶单位:国际单位制中用转/秒,日常生活中也用转/分
要点直击
1、匀速圆周运动的特点:
(1)匀速圆周运动的定义:做圆周运动的物体在相等的时间内通过的弧长相等
(2)匀速圆周运动的轨迹:是圆,且任意相等的时间内半径转过的角度相等
(3)匀速圆周运动的性质:a、“匀速”指的是“匀速率”,即速度的大小不变但速度的方向时刻改变 b、加速度大小不变,但加速度的方向时刻改变,所以是变加速曲线运动
2.(1)π rad/s ,(2)1.5 m
[课外拓展-超越自我]1.解析:大小齿轮间.摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同,两轮边缘各点的线速度大小相等,由v=2πnr可知转速n和半径r成反比;小齿轮和车轮同轴转动,两轮上各点的转速相同。由这三次传动可以找出大齿轮和摩擦小轮间的转速之比n1n2=2∶175
2.如图6-16所示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而为发电机提供动力。自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm。求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比。(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)
第五节 圆周运动
[巩固教材-稳扎稳打]1.BC 2.BC 3.AD 4.D
[重难突破-重拳出击]1.C 2.ABD 3.D 4.B 5.C 6.A 7.C 8.A
[巩固提高-登峰揽月]1.解析 水滴从伞面边缘甩出去以后做平抛运动,水滴的水平速度为
v0=ωr.
水滴在空中做平抛运动的时间为t=.
水滴做平抛运动的水平射程为 x = v0t =ω·r.
如图-2所示为俯视图,表示水滴从a点甩离伞面,落在地面上的b点;O是转动轴(圆心),可见水滴落在地面上形成的圆的半径为
R=.
1.探究自行车传动部件、车轮等作圆周运动时,线速度、角速度、转速、齿轮直径等物理量间的关系。在观察与测量的基础上,分析讨论问题并交流讨论结果,认识“分析论证”与“交流与合作”在科学探究中的重要性。
2.如图6-15所示,在男女双人花样滑冰运动中,男运动员以自己为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动,若男运动员的转速为30 r/min,女运动员触地冰鞋的线速度为4.7 m/s,求:
(1)女运动员做圆周运动的角速度。
(2)女运动员触地冰鞋做圆周运动的半径。
[课外拓展-超越自我]
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