高中物理 第4章 匀速圆周运动 第1讲 匀速圆周运动快慢的描述课件 鲁科版必修2.ppt

第4章 匀速圆周运动 第1讲匀速圆周运动快慢的描述 目标定位1 理解线速度 角速度 转速 周期等概念 会对它们进行定量计算 2 知道线速度与角速度的关系 知道线速度与周期 角速度与周期的关系 3 理解匀速圆周运动的概念和特点 栏目索引contentspage 一 线速度 1 定义 物体做圆周运动通过的与所用的比值 2 大小 v 单位 3 方向 质点在圆周上某点的线速度方向总是沿圆周的方向 4 物理意义 描述质点沿运动的快慢 弧长 时间 m s 切线 圆周 5 匀速圆周运动 1 定义 任意相等的时间内通过的 2 特点 匀速圆周运动的线速度不变 线速度的方向是时刻的 所以是一种运动 大小 弧长都相等的圆周运动 变化 变速 想一想做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同吗 答案不一定相同 做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移大小相等 但方向可能不同 二 角速度 1 定义 半径转过的角度与所用时间的比值 2 大小 单位 符号 3 物理意义 描述物体绕转动快慢的物理量 4 匀速圆周运动是角速度的圆周运动 弧度每秒 rad s 三 周期 频率和转速 1 周期 周期性运动每重复一次所需要的 符号t 单位s 2 频率 单位时间内运动重复的 f 单位hz 3 转速 单位时间内的 符号n 单位r min或r s 时间 次数 转动次数 想一想周期 频率和转速都是描述物体做圆周运动快慢的物理量 它们之间的关系如何 四 线速度 角速度 周期的关系 1 线速度v与周期t的关系 v 2 角速度 与周期t的关系 3 v与 的关系 v 一 对匀速圆周运动的理解 例1关于匀速圆周运动 下列说法正确的是 a 匀速圆周运动是变速运动b 匀速圆周运动的速率不变c 任意相等时间内通过的位移相等d 任意相等时间内通过的路程相等 解析由线速度定义知 匀速圆周运动的速度大小不变 也就是速率不变 但速度方向时刻改变 故a b对 做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等 c错 d对 答案abd 借题发挥 1 矢量的比较 首先要想到方向问题 2 相等时间内 的问题 为便于比较可以取一些特殊值 但是有时取特殊值也会犯错 如本题中若取t t 则相等时间内位移相等 均为0 这样看来c选项正确 所以举例时要具有普遍性 3 匀速圆周运动中的 匀速 是指 匀速率 的意思 匀速圆周运动是变速运动 二 描述圆周运动的物理量及其关系1 线速度v 角速度 周期t和转速n都是用来描述质点做圆周运动快慢的 但它们描述的角度不同 1 线速度v通过弧长描述质点沿圆周运动的快慢 2 角速度 周期t 转速n通过转过的角度描述质点绕圆心转动的快慢 3 与n的关系 物体在1s内转过n转 1转转过的角度为2 则1s内转过的角度 2 n 即 2 n 例2甲 乙两物体都做匀速圆周运动 其转动半径之比为1 2 在相等的时间里甲转过60 乙转过45 则它们的角速度大小之比为 线速度大小之比为 周期之比为 答案4 32 33 4 例3如图1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1 p点和q点绕直径ab做匀速圆周运动 其轨迹的圆心不同 p点和q点的轨迹半径大小分别为 rp rsin30 0 25m 故二者的线速度大小分别为vp prp 0 39m s vq qrq 0 68m s 借题发挥应用关系式v r解题的关键是看哪个量保持不变 本题中物体在地球上各点时的角速度 相等 它的线速度v与做圆周运动的半径r成正比 故确定圆半径又是解决本题的另一个关键 三 常见传动装置及其特点1 同轴转动如图2所示 a点和b点在同轴的一个圆盘上 圆盘转动时 图2 图3 图4 特别提醒在处理传动装置中各物理量间的关系时 关键是确定其相同的量 线速度或角速度 再由描述圆周运动的各物理量间的关系 确定其他各量间的关系 图5 解析由题意可知 a b两点在同一皮带轮上 因此 a b 又皮带不打滑 所以va vc 故可得 答案2 2 32 1 23 3 2 1 关于匀速圆周运动 下列说法正确的是 a 匀速圆周运动是匀速运动b 匀速圆周运动是变速运动c 匀速圆周运动是线速度不变的运动d 匀速圆周运动是线速度大小不变的运动 对匀速圆周运动的理解 解析这里的 匀速 不是 匀速度 也不是 匀变速 而是速率不变 匀速圆周运动实际上是一种速度大小不变 方向时刻改变的变速运动 故b d正确 答案bd 2 如图6所示 两个小球a和b用轻杆连接 并一起在水平面内做匀速圆周运动 下列说法中正确的是 图6 圆周运动各物理量间的关系 a a球的线速度比b球的线速度小b a球的角速度比b球的角速度小c a球的周期比b球的周期小d a球的转速比b球的转速大 解析两个小球一起转动 周期相同 所以它们的转速 角速度都相等 b c d错误 而由v r可知b的线速度大于a的线速度 所以a正确 答案a 3 甲 乙两物体分别做匀速圆周运动 如果它们转动的半径之比为1 5 线速度之比为3 2 则下列说法正确的是 a 甲 乙两物体的角速度之比是2 15b 甲 乙两物体的角速度之比是10 3c 甲 乙两