人教新課標(biāo)圓周運(yùn)動(dòng)精講精練 省賽獲獎(jiǎng)

典題精講例1如圖6-圖6-5-1（1）兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比；（2）A輪邊緣的線速度；（3）A輪的角速度.思路解析：（1）因無(wú)打滑現(xiàn)象，所以A輪邊緣的線速度與B輪邊緣的線速度相同，所以vA=vB=v，T=，所以.（2）由以上分析知vA=v.（3）因?yàn)棣?，所以，所以ωA=.綠色通道：在比較圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量時(shí)，首先要明確什么量是相等的，什么量是不等的.凡是直接用皮帶傳動(dòng)（包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)）的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等；凡是同一個(gè)輪軸上（各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)）的各點(diǎn)角速度相等（軸上的點(diǎn)除外）.變式訓(xùn)練如圖6-圖6-5-2（1）線速度相等，角速度大______________________.（2）角速度相等，線速度大______________________.答案：BA例2（1）圖6-圖6-5-3（2）為了探究理論計(jì)算的結(jié)果和實(shí)際的車(chē)速是否相同，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.寫(xiě)出你實(shí)驗(yàn)探究的方案（包括實(shí)驗(yàn)的器材、步驟，需要測(cè)量的物理量，計(jì)算車(chē)速的表達(dá)式）.思路解析：（1）自行車(chē)前進(jìn)的速度即是后輪邊緣的線速度，已知大齒輪的轉(zhuǎn)速，還需要用刻度尺測(cè)出大齒輪、小齒輪和后輪的半徑，假設(shè)分別為r1、r2、R，則計(jì)算自行車(chē)前進(jìn)時(shí)小輪的轉(zhuǎn)速為：n2=r1/r2×n，所以自行車(chē)前進(jìn)的速度的表達(dá)式為：v=2πRr1/r2×n.（2）提示：先利用你的自行車(chē)實(shí)際測(cè)量自行車(chē)的有關(guān)數(shù)據(jù)，如大齒輪、小齒輪和后輪的半徑，分別為r1、r2、R；然后在100m平直路面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)出自行車(chē)勻速通過(guò)100m時(shí)大齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的總轉(zhuǎn)數(shù)N和所花的時(shí)間T.則小齒輪的轉(zhuǎn)速為n2=r1N/r2T，計(jì)算前進(jìn)速度的大小v1=2πRr1N/（r2T）.然后根據(jù)速度公式v=s/t，算出自行車(chē)的速度v2.綠色通道：該題從生活情景和技術(shù)應(yīng)用出發(fā)，要求熟練掌握線速度、角速度、轉(zhuǎn)速的概念，同時(shí)要求在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出思維的開(kāi)放性和對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題的能力的培養(yǎng).變式訓(xùn)練如圖6-圖6-5-4點(diǎn)和b點(diǎn)的線速度大小相等點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等點(diǎn)和d點(diǎn)的周期相等思路解析：凡是直接用皮帶傳動(dòng)的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等；凡是同一個(gè)輪軸上（各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)）的各點(diǎn)角速度相等，所以C正確.答案：C問(wèn)題探究問(wèn)題1在質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們?cè)盟俣缺硎举|(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢.質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們又可以用什么物理量來(lái)表示其運(yùn)動(dòng)的快慢呢？這些物理量之間又有什么關(guān)系？導(dǎo)思：基本公式及其物理意義：（1）v=，線速度可用周期、頻率表示，即v==2πRf，v的方向沿圓周的切線，其物理意義是描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.（2）ω=，角速度也可用周期和頻率表示，即ω==2πf=2πn，n為轉(zhuǎn)速，其單位必須為轉(zhuǎn)/秒.角速度是描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量.（3）v=Rω，線速度等于角速度與半徑的乘積，此為v與ω關(guān)系式.探究：在質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)（設(shè)其軌道半徑為r），由于其運(yùn)動(dòng)的特殊性，我們可以用多個(gè)物理量來(lái)描述，如用線速度v（速率）、角速度ω、周期T等來(lái)描述其運(yùn)動(dòng)的快慢.它們之間的關(guān)系可以從其定義出發(fā)得到，最后可得它們之間有如下關(guān)系：v=ωr和ω=2π/T.這兩個(gè)關(guān)系式在解決有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)很有用，同學(xué)們要理解并記住.問(wèn)題2月亮繞地球運(yùn)動(dòng)，地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)都可看成是圓周運(yùn)動(dòng)，怎樣比較這兩個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的快慢？請(qǐng)看下面地球和月亮的“對(duì)話”：地球說(shuō)：你怎么走得這么慢？我繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1s要走29.79km，你繞我運(yùn)動(dòng)1s才走1.02km.月亮說(shuō)：不能這樣說(shuō)吧?你一年才繞一圈，我d（天）就繞了一圈，到底誰(shuí)轉(zhuǎn)得慢？（1）地球說(shuō)得對(duì)，還是月亮說(shuō)得對(duì)？（2）月亮繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大約為×105km，地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大約為×（3）線速度大就一定表示物體轉(zhuǎn)動(dòng)得快嗎？導(dǎo)思：（1）線速度就是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度，描述做周?chē)\(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，是相對(duì)角速度，是為了便于區(qū)分而命名的.（2）對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，線速度的大小是恒定的，因此是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng).（3）對(duì)于一般的圓周運(yùn)動(dòng)，線速度的大小，是不斷變化