云南省峨山彝族自治县高中物理 第五章 曲线运动 5.4 圆周运动课件 新人教版必修2.ppt

第五章曲线运动 第四节圆周运动 温故而知新 速度沿切线方向 一直在改变 曲线运动是变速运动 轨迹是曲线 运动方向时刻在改变 是变速运动 一定具有加速度 合外力不为零 1 曲线运动有哪些特点 2 曲线运动的速度有什么特点 在物理学中 把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动 匀速圆周运动 任取两段相等的时间 比较圆弧长度 匀速圆周运动 相等时间内通过的圆弧长度相等的圆周运动 1 在物理学中 把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动 2 在圆周运动中 常见的最简单的是匀速圆周运动 一 圆周运动 3 圆周运动特征 质点的轨迹是圆周 具有周期性 两物体均做圆周运动 怎样比较它们运动的快慢 比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 比较物体在一段时间内半径转过的角度大小 比较物体转过一圈所用时间的多少 比较物体在一段时间内转过的圈数 思考 描述圆周运动快慢的物理量 线速度 角速度 周期 频率 转速 1 物理意义 描述质点沿圆周运动的快慢 2 定义 质点做圆周运动通过的弧长 l和所用时间 t的比值叫做线速度 3 大小 4 单位 m s 5 方向 质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向 l是弧长并非位移 当 t很小很小时 趋近零 弧长 l就等于物体的位移 式中的v 就是直线运动中学过的瞬时速度 矢量 一线速度 o 定义 物体沿着圆周运动 并且线速度的大小处处相等 这种运动叫做匀速圆周运动 速率 匀速圆周运动中的 匀速 指速度不变吗 注意 匀速圆周运动是一种变加速曲线运动 加速度方向在变化 匀速圆周运动 可见 尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等 但线速度的方向是不断变化着的 匀速圆周运动是变速运动 o 1 物理意义 描述质点转过圆心角的快慢 2 定义 质点所在的半径转过圆心角 和所用时间 t的比值叫做角速度 3 大小 思考 角速度的单位是什么样的呀 二 角速度 角度制和弧度制 2 弧度制 l 1 角度制 将圆周等分成360等份 每一等份对应的圆心角定义为1度 圆心角 的大小可以用弧长和半径的比值来描述 这个比值是没有单位的 为了描述问题的方便 我们 给 这个比值一个单位 这就是弧度 rad 练习 1800对应多少弧度 900对应多少弧度 3 角速度的单位 弧度 秒rad s 说明 匀速圆周运动是角速度不变的运动 4 角速度方向 角速度是矢量 方向高中不做要求 物体在单位时间所转过的圈数 n r s或r min 描述做圆周运动的物体转动快慢 物体运动一周所用的时间 物体在单位时间所转过的圈数 t f s hz或s 1 转速 周期 频率 周期越小表明物体运转得越快 频率越高或转速n越大表明物体运动得越快 匀速圆周运动是转速 周期和频率不变的运动 二 描述匀速圆周运动快慢的物理量 3 转速 n 单位 转 秒 r s 或转 分 r min 4 周期 t单位 s 5 频率 f单位 hz或s 1 1 做匀速圆周运动的物体 线速度不变 时刻在变 线速度是 恒量或变量 匀速圆周运动的性质是 匀速的含义是 大小 方向 变量 变速曲线运动 线速度的大小不变 小试身手 2 下列各种运动中 属于加速度不变的有 acd a 匀加速直线运动b 匀速圆周运动c 平抛运动d 竖直上抛运动3 一个质点做匀速圆周运动的过程中 bcd a 它的线速度不变b 它的角速度不变c 它的转速不变d 它运动的周期不变 例题 小试身手 4 质点做匀速圆周运动 则 bc a 在任何相等的时间里 质点的位移都相等b 在任何相等的时间里 质点通过的路程都相等c 在任何相等的时间里 连接质点和圆心的半径转过的角度都相等d 匀速圆周运动是变速运动 例题 小试身手 匀速圆周运动的特点 1 线速度大小不变 方向一直在变2 角速度 周期 频率和转速都不变 注 匀速圆周运动是角速度不变的运动 匀速圆周运动是周期不变的运动 小结 线速度 角速度与周期的关系 设物体做半径为r的匀速圆周运动 线速度与周期的关系 角速度与周期的关系 思考 线速度与角速度的关系 设物体做半径为r的匀速圆周运动 在 t内通过的弧长为 l 半径转过的角度为 由数学知识得 l r v r 思考 当v一定时 与r成反比 当 一定时 v与r成正比 当r一定时 v与 成正比 小结 1 自行车车轮每分钟转120周 车轮半径为35cm 则自行车前进的速度多大 2 一电动机铭牌上标明其转子转速为1440r min 则可知转子匀速转动时 周期为 s 角速度 小试身手 1 传动装置线速度的关系 a 皮带传动 线速度相等 b 齿轮传动 线速度相等 同一传动各轮边缘上线速度相同 两个重要的结论 2 同一轮上各点的角速度关系 同一轮上各点的角速度相同 对自行车三轮转动的描述 1 a b的线速度相同 2 b c的角速度相同 3 b c比a角速度大 4 c比a b线速度大 1 比较图中a b c三点线速度的的大小关系 a b c三点的线速度大小相等 课堂练习 2 半径为r和r的圆柱体靠摩擦传动 已知r 2r a b分别在小圆柱与大圆柱的边缘上 o2c r 如图 若两圆柱之间没有打滑现象 则va vb vc a b c 课堂练习 3 如图所示装置中 三个轮的半径分别为r 2r 4r b点到圆心的距离为r 求图中a b c d各点的线速度之比 角速度之比 va vb vc v 2 1 2 4 a b c d 2 1 1 1 同一转盘上各点的角速度相同 同一皮带轮缘上各点的线速度大小相等 小结 一 圆周运动的有关物理量1 线速度 1 定义 物体通过的弧长与所用时间的比值 2 公式 v l t单位 m s 3 物理意义 描述物体沿圆周运动的快慢2 角速度 1 定义 物体的半径扫过的角度与所用时间的比值 2 公式 t 单位 rad s 3 物理意义 描述物体绕圆心转动的快慢3 转速和周期二 线速度 角速度 周期间的关系v r 2 r t 2 t 2 n三 匀速圆周运动 1 线速度大小不变 方向时刻变化 是变速运动2 角速度不变 转速不变 周期不变 地球上的物体随着地球一起饶地轴自转 地球上不同纬度的物体的周期一样吗 角速度一样吗 线速度大小一样吗 思考 走过的弧长与时间的比值 转过的角度与时间的比值