物理高一角速度与线速度教案.doc
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1、教育辅导教案学员姓名: 学科教师:年 级:高一 辅导科目:物理 授课日期年月日 时 间A / B / C / D / E / F段主 题角速度与线速度教学内容1、知道匀速圆周运动。2、理解线速度、角速度和周期。3、理解线速度、角速度和周期之间的关系。教法指导:本环节采用提问抢答的进行,如果学生的抢答不积极,可以适当采用轮换回答的方式进行。建议时间10分钟。一、匀速圆周运动质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。注意:(1)注意匀速圆周运动和转动的区别,研究转动的物体时,不能看成质点,和圆周运动不同;(2)匀速圆周运动是变速曲线运动,速度和加速度的大小不
2、变,方向时刻在变,是变加速曲线运动; (3)做匀速圆周运动的物体在相等时间内通过的弧长相等,路程相等,转过的角度相等,但位移不相等。二、各物理量之间的关系 (1)线速度: 方向在圆周各点的切线方向上,时刻变化 (2)角速度: 单位: 匀速圆周运动转动的快慢用角速度来描述 (3)周期和频率 匀速圆周运动是一种周期性的运动 (4)转速n:做匀速圆周运动的物体单位时间内转过的圈数叫转速。单位是r/s、r/min。 (5)物理量间的关系=2nr2fr ,=2n2f一、 传动问题教学指导:要注意传动轮上的线速度相同,同一共轴转动的物体上的角速度相同。变式训练由学生限时独立完成,对答案后有老师讲解。例1
3、如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径是4r,小轮的半径是2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则( )A、a点和b点的线速度大小相等B、a点和b点的角速度大小相等C、a点和c点的线速度大小相等D、a点和d点的向心加速度大小相等 【分析】共轴转动的各点角速度相等,靠传送带转动轮子上的各点线速度大小相等,根据v=r,a=2r=v2/r可知各点线速度、角速度、向心加速度的大小。a、c两点的线速度大小相等,b、c两点的角速度相等,根据v=r,c的线速度大于b的线速度,则a、c两点的线速
4、度不等,故A正确,C错误。a、c两点的线速度大小相等,根据v=r,可知角速度不等,所以a、b两点的角速度不等。故B错。根据a=2r得,d点的向心加速度是c点的2倍,根据a=v2/r可知,a的向心加速度是c的2倍,所以a、d两点的加速度相同,D正确【答案】CD。变式练习1传动装置的问题:如图所示,比较A、B、C三点的线速度、角速度如图所示,比较A、B、C三点的线速度、角速度【答案】A=CvC A=CvC变式练习2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,R1m,rr0.5m,则:大轮转动的角速度 rad/s;图中A、C两点的线速
5、度分别是vA m/s,vC m/s。【答案】10 5 10二、圆周运动多解性问题教法指导:注意题目由于周期运动而存在的多解性。拓展训练由学生独立完成。例2如图所示,直径为d的纸制圆筒,使它以角速度绕轴O匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转过程中在圆筒上依次留下a、b两个弹孔,已知aO、bO夹角为,求子弹的速度.Key: 【解析】设子弹的速度为v0,由题意知,子弹穿过两个孔所需时间t=,纸质圆筒在这段时间内转过的角度为=2k+(-),角速度公式= ,由两式解得(其中,k=0、1、2、3)。【答案】v = (k=0,1,2,3)变式训练1如图所示,质点A从某一时刻开始在竖直平面内做
6、匀速圆周运动,出发点是与圆心O等高的a点,与此同时,位于圆心的质点B自由下落圆半径为R,A、B质量分别为mA、mB,问:质点A的角速度满足什么条件才能使AB相遇?质点A的角速度满足什么条件,AB才能出现速度相同的情况?【答案】质点A的角速度满足(n=0,1,2,3)的条件才能使AB相遇; 质点A的角速度满足(n=0,1,2,3)的条件,AB才能出现速度相同的情况;变式训练2如图所示,薄壁圆筒半径为R,a、b是圆筒某直径上的两个端点(图中OO为圆筒轴线)。圆筒以速度v竖直匀速下落,同时绕OO匀速转动。若某时刻子弹水平射入a点,且恰能经b点穿出,则子弹射入a点时速度的大小为_;圆筒转动的角速度满足
7、的条件为_。(已知重力加速度为g) 【答案】;w(n1,2)三、两种运动同时发生教法指导:在解决同一问题时,常常用“时间”这一物理量把两种运动联系起来。拓展训练由学生独立完成。例3如图所示,半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动,其正上方h处沿OB方向水平抛出一个小球,要使球与盘只碰一次,且落点为B,则小球的初速度v_,圆盘转动的角速度_。【答案】小球做平抛运动,在竖直方向上:,又因为水平位移为R所以球的速度在时间t内,盘转过的角度n2,又因为t,则转盘角速度:(n1,2,3)所以答案为 (n1,2,3)变式训练1 如图所示,小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动,当Q球转到图示位置时,有另一小
8、球P在距圆周最高点为h处开始自由下落.要使两球在圆周最高点相碰,则Q球的角速度应满足什么条件?【答案】(时间30分钟,满分100分,附加题20分)【A组】1.杂技演员在进行额头顶长杆表演时,双眼紧盯杆顶,根据杆顶的运动情况就能判断杆朝哪个方向倾斜,以便及时调整保持平衡。从物理学的角度解释,这是因为当杆开始倾斜时,杆顶端( )A偏角较大,易于判断B角速度较大,易于判断C偏离距离较大,易于判断D向心加速度较大,易于判断2. 走时准确的时钟的时针、分针和秒针的角速度关系正确的是 ( )A 时针的角速度与分针的角速度之比为1:60 B 时针的角速度与分针的角速度之比为1:12C 分针的角速度与秒针的角
9、速度之比为1:12 D 时针的角速度与秒针的角速度之比为1:3600 3. 下列运动过程中,在任何相等的两段时间内,物体速度的变化量不同的是( )(A)自由落体运动 (B)平抛运动(C)匀速圆周运动 (D)匀减速直线运动 4. 如图所示,正在匀速转动的水平转盘上固定有三个可视为质点的小物块A、B、C,它们的质量关系为mA=2mB=2mC,到轴O的距离关系为rC=2rA=2rB。下列说法中正确的是( )AB的角速度比C小BA的线速度比C大CB受到的向心力比C小DA的向心加速度比B大 5. 如图所示,M能在水平光滑杆上自由滑动,滑杆连架装在转盘上M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连
10、当转盘以角速度转动时,M离轴距离为r,且恰能保持稳定转动当转盘转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则滑块M(A)所受向心力变为原来的4倍(B)线速度变为原来的(C)半径r变为原来的(D)M的角速度变为原来的AB6. 如图所示,两个水平摩擦轮A和B传动时不打滑,半径,A为主动轮当A匀速转动时,在A轮边缘处放置的小木块恰能与A轮相对静止若将小木块放在B轮上,为让其与轮保持相对静止,则木块离B轮转轴的最大距离为(已知同一物体在两轮上受到的最大静摩擦相等)A BC DB轮上无木块相对静止的位置7. 两个小球固定在一根长为L的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动,如图所示.当小球1的速度为v
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