高中物理 第4章 第1节 匀速圆周运动快慢的描述课件 鲁科版必修2.ppt

第1节匀速圆周运动快慢的描述 1 理解线速度 角速度 周期 频率 转速等概念 2 掌握线速度 角速度 周期之间的关系 3 理解匀速圆周运动是一种变速曲线运动 一 匀速圆周运动的概念质点沿着 运动 如果在相等的时间里通过的 相等 这种运动就叫匀速圆周运动 二 描述匀速圆周运动快慢的物理量 线速度v 做圆周运动的物体通过的 与所用 的比值称为线速度 v 单位 匀速圆周运动 物体沿着圆周运动 线速度的大小处处 这种运动叫做匀速圆周运动 圆周 弧长 弧长 时间 米 秒 相等 角速度 半径转过的角度与时间的 单位 弧度 秒 rad s或rad s 1 转速n 在单位时间内转动的 单位 r s 或 r min 周期t 做匀速圆周运动的物体 经过 所用的时间叫做周期 频率f 就是 比值 转 秒 转 分 一个周长 单位时间内 1秒内 转过的转数 转数 思考我们在教室朗诵毛泽东诗词 坐地日行八万里 说的是我们随地球自转一昼夜所走的路程 那你知道 随地球自转的角速度是多大吗 一 描述圆周运动的各物理量之间的关系 线速度v与周期t的关系 角速度 与周期t的关系 线速度v与角速度 的关系 2 理解 当半径r一定时 线速度v与角速度 成正比 当角速度 一定时 线速度v与半径r成正比 当线速度v一定时 角速度 与半径r成反比 频率f与角速度 线速度v的关系 2 f v 2 fr 二 传动问题中v t与r的关系 共轴传动 图4 1 1 皮带传动 图4 1 2 齿轮传动 图4 1 3 如图4 1 3所示 a点和b点分别是两个齿轮边缘上的点 两个齿轮轮齿啮合 两个轮子在同一时间内转过的齿数相等 或者说a b两点的线速 度相等 但它们的转动方向恰好相反 即当a点顺时针转动时 b点逆时针转动 线速度 角速度 周期之间存在 温馨提示解决传动问题时要注意抓住装置的特点 同轴传动的物体上各点的角速度 转速和周期相等 皮带传动 皮带不打滑 中与皮带接触的两轮边缘上各点 或啮合的齿轮边缘的各点 的线速度大小相等 教材资料分析讨论与交流 图4 1 4 在一些机器内部 有很多相互啮合的大小齿轮 如图4 1 4所示 当机器转动时 有人说小齿轮比大齿轮转得快 也有人说它们的速度大小实际上是一样的 为什么会有不同的说法 你怎样看 点拨有不同的说法是采用了不同的物理量来看待它们之间的关系 大 小齿轮相互啮合 它们的线速度大小一定是相同的 所以大齿轮的角速度小 而小齿轮的角速度大 描述圆周运动的物理量 典例1 如图4 1 5所示 圆环以过其直径的直线ab为轴匀速转动 已知其半径r 0 5m 周期t 4s 求环上p点和q点的角速度和线速度大小 图4 1 5 答案 p q 1 57rad svp 0 39m svq 0 68m s借题发挥计算物体角速度和线速度的大小 首先应确定物体做匀速圆周运动的圆心 半径 运动的平面及轨迹 然后找到各物理量之间的相互关系 变式1 如图4 1 6所示是一个玩具陀螺 a b和c是陀螺上的三个点 当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度 稳定旋转时 下列表述正确的是 a a b和c三点的线速度大小相等b a b和c三点的角速度相等c a b的角速度比c的大d c的线速度比a b的大 图4 1 6 解析a b c三点为共轴转动 故角速度相等 b正确 c错误 又由题图知 三点的转动半径ra rb rc 根据v r 知 va vb vc 故a d错误 答案b 典例2 如图4 1 7所示 半径为r的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动 在其正上方h处沿半径ob方向水平抛出一小球 要使小球与圆盘只碰一次 且落点恰好为圆盘边缘上的b点 求 1 小球的初速度v的大小 2 圆盘转动的角速度 的大小 圆周运动的周期性引起的多解问题 图4 1 7 借题发挥 1 小球做平抛运动落至b点的运动过程不受圆盘转动的影响 两个运动各自独立 2 两种运动具有同时性 所以时间是联系两种运动的桥梁 3 圆周运动具有周期性 又因题设条件不明确 故存在多解 常需引入n表示 变式2 如图4 1 8所示 直径为d的纸制圆筒以角速度 绕垂直纸面的轴匀速转动 图示为截面 从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒 在圆周上留下a b两个弹孔 已知ao与bo的夹角为 求子弹的速度大小 图4 1 8 典例3 如图4 1 9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 小轮与自行车后车轮的边缘接触 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车轮之间无相对滑动 传动装置中线速度 角速度的比较 图4 1 9 借题发挥分析传动问题 要抓住不等量和相等量的关系 要特别注意以下两点 1 同轴的各点角速度 转速 周期相等 线速度与半径成正比 2 在不考虑皮带打滑的情况下 皮带上各点与传动轮边缘上各点线速度大小相等 而角速度与半径成反比 变式3 如图4 1 10