鲁科版(2019)高中物理必修第二册导学案3.1匀速圆周运动快慢的描述

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鲁科版(2019)高中物理必修第二册导学案3.1匀速圆周运动快慢的描述

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匀速圆周运动快慢的描述
【学习目标】
一、知识与技能
1.知道圆周运动,理解匀速圆周运动。
2.理解线速度和角速度。
3.知道T、f、n之间的关系。
4.理解v、ω、T之间的关系。
5.会用圆周运动知识解决实际问题。
二、过程与方法
1.通过类比直线运动中速度的概念,来建立线速度、角速度。
2.学习用比值定义法来定义线速度、角速度。
3.用控制变量法来分析两个变量间的关系。
三、情感、态度与价值观
1.从生活实例认识圆周运动的普遍性和研究圆周运动的必要性,激发学生学习兴趣和求知欲。
2.通过分组讨论过程,懂得合作与交流,尊重同学的见解,勇于发表自己的观点,培养团队合作精神。
【学习重点】
1.通过类比法理解线速度和角速度。
2.学习用比值定义法来定义线速度、角速度。
3.用控制变量法来分析两个变量间的关系。
【学习难点】
1.理解线速度的定义式表达的是各点的瞬时速度。
2.理解线速度的方向是圆弧上各点的切线方向。
【学习过程】
一、定义
质点沿圆周运动,如果在___________的时间里通过的圆弧长度__________。这种运动就叫做匀速圆周运动。
二、描述圆周运动快慢的几个物理量
1.线速度
(1)定义:_________________________________________________________。
4644390114935(2)线速度的大小:___________
(3)线速度的单位:___________
s→_________→_________
t→_________→_________
(4)线速度的方向:_____________________________________。
讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?
(5)物理意义:____________________________________。
2.角速度
(1)定义:____________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(2)角速度的大小:______________
(3)角速度的单位:______________
φ→_________→_________
t→_________→_________
说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度ω是___________。
3.周期T:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的_________叫做周期。
4.频率f:周期的_________叫做频率。
5.转速n:每分钟(或每秒钟)完成圆周运动的_________。单位:________________、_________________。
三、线速度、角速度、周期、频率之间的关系
四、匀速圆周运动是一种变速运动
匀速圆周运动的线速度虽然大小不变,但____________时刻在改变,因此它是一种____________运动。
讨论v=ωr
①当v一定时,ω与r成_________;
②当ω一定时,v与r成_________;
③当r一定时,v与ω成_________。
五、皮带传动中的相同量与不相同量
1.在皮带传动中,若皮带不打滑,皮带上各点以及与皮带相接触的主动轮、从动轮边缘上的各点,_____________________相等。
2.同一轮上各点(不论是主动轮,还是从动轮),尽管转动的半径不同,但在相同时间内半径转过的角度____________,所以角速度____________。
【例题剖析1】分析下图中,A、B两点的线速度有什么关系?

【例题剖析2】分析下列情况下,轮上各点的角速度有什么关系?
【例题剖析3】如下图所示为皮带传动装置,主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮,O2上的轮半径为r′,已知R=2r,R=32r',设皮带不打滑,问:ωA∶ωB=?ωB∶ωC=?vA∶vB=?vA∶vC=?
【例题剖析4】一汽车发动机的曲柄每分钟转2400周,求:
(1)曲柄转动的周期与角速度;
(2)距转轴r=0.2m点的线速度。
【巩固练习】
1.做匀速圆周运动的物体线速度的___________不变,___________时刻在变,所以线速度是___________(填“恒量”或“变量”),所以在匀速圆周运动中,匀速的含义是___________。
2.对于做匀速圆周运动的物体,哪些物理量是一定的?
3.某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1∶d2∶d3=3∶2∶1,求:
(1)秒针、分针、时针尖端的线速度之比;
(2)秒针、分针、时针转动的角速度之比。
4.一个圆环,以竖直直径AB为轴匀速转动,如图所示,则环上M、N两点的线速度的大小之比vM∶vN=___________;角速度之比ωM∶ωN=___________;周期之比TM∶TN=___________。
5.如图所示,转轴O1上固定有两个半径分别为R和r的轮,用皮带传动O2轮,O2的轮半径是r′,若O1每秒钟转了5圈,R=1m,r=r′=0.5m,则:
(1)大轮转动的角速度ω=___________rad/s;
(2)图中A、C两点的线速度分别是vA=___________m/s,vC=___________m/s。
参考答案:
1.大小 方向 变量 速率不变
2.角速度 周期
3.(1)2160∶24∶1
(2)720∶12∶1
4.3∶1 1∶1 1∶1
5.(1)31.4
(2)15.7 31.4

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