高中物理必修2-曲线运动教案.doc

PAGE  PAGE 5 匀速圆周运动 定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同——这种运动就叫匀速圆周运动。 举例：地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。 描述匀速圆周运动快慢的物理量 （1）线速度 a：分析：物体在做匀速圆周运动时，运动的时间t增大几倍，通过的弧长也增大几倍，所以对于某一匀速圆周运动而言，s与t的比值越大，物体运动得越快。 b：线速度 1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。 2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向。 3）线速度的大小 4）线速度的方向在圆周各点的切线方向上 5）匀速圆周运动的线速度是不变的吗？ 6）得到：匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变。 （2）角速度 对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度是恒定的 （3）周期、频率和转速 （4）线速度、角速度、周期之间的关系 a：既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么他们之间有什么样的关系呢？ 1）它运动一周所用的时间叫 ，用T表示。它在周期T内转过的弧长为 ，由此可知它的线速度为 。 2）一个周期T内转过的角度为 ，物体的角速度为 。 d：讨论 1）当v一定时，与r成反比 2）当一定时及v与r成正比 3）当r一定时，v与成正比 例1：分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？ 分析得到：主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。 例2：分析下列情况下，轮上各点的角速度有什么关系？ 分析得到：同一轮上各点的角速度相同。 三、巩固训练 （一）填空 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？ （二）某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1：d2：d3＝1：2：3，求 A：秒针、分针、时针尖端的线速度之比 B：秒针、分针、时针转动的角速度之比。 向心加速度、向心力 我们已经知道，如果物体不受力，它将作匀速直线运动。我们还知道，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物体速度的大小或（和）方向。所以沿着圆周运动的物体一定受力。 作匀速圆周运动的物体的加速度指向圆心方向，被称为向心加速度。 作匀速圆周运动的物体，要受到向心加速度的作用 1）大小： 或 是不变的。 2）方向：指向圆心方向，沿半径方向，时刻变化。 3） 作用：只改变速度的方向，而不改变速度的大小。 如图所示的皮带传动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴，RA∶RC=1∶2，RA∶RB=2∶3。假设在传动过程中皮带不打滑，则皮带轮边缘上的A、B、C三点的角速度之比是_____；线速度之比是______；向心加速度之比是________ 向心力 向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：F＝mr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据） 推导向心力的另一表达式（推导验证试验课本上有） 练习： 1、向心加速度只改变速度的 ，而不改变速度的 。 2、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍 【例题1】A、B两质点均做匀速圆周运动，mA∶mB=RA∶RB=1∶2，当A转60转时，B正好转45转，则两质点所受向心力之比为多少？ 解：设在时间t内，nA=60转，nB=45转质点所受的向心力F=mω2R=m()2·R t相同，F∝mn2R 图 1 ∴。 题后总结：解这类题时，关键在于熟练掌握向心力和向心加速度的表达式并能灵活应用。 【例题2】如图1，A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三物与转盘的最大静摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴距离为R，C离轴2R，若三物相对盘静止，则 ． A．每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用 B．C的向心加速度最大 C．B的摩擦力最小 图 2 D．当圆台转速增大时，C比B先滑动，A和B同时滑动 答案：BCD 【例题3】如图２，线段OA=2AB，AB两球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时，两线段拉力之比TBA：TOB为 A．2∶3 B．3∶2 C．5∶3 D．2∶1 答案：A 1．关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是 A．由a=可知，a与r成反比 B．由a=ω2r可知，a与r成正比 C．由v=ωr可知，ω与r成