物理人教版必修2：第五章4.圆周运动.ppt

4 圆周运动 1 匀速圆周运动 质点沿圆周运动 如果在相等的时间内 通过的 相等 这种运动就叫做匀速圆周运动 弧长 2 线速度 弧长 时间 1 定义 质点做圆周运动所通过的 和所用 的比值叫做线速度 2 大小 v 单位是m s 3 方向 在圆周各点的 上 切线方向 4 匀速圆周运动 中的 匀速 指的是速度的大小不变 即速率不变 而 匀速直线运动 中的 匀速 指的是速度的大小和方向都不变 两者并不相同 3 角速度 角度 时间 1 定义 在匀速圆周运动中 连接运动质点和圆心的半径所转过的 跟所用 的比值 就是质点运动的角速度 2 定义式 3 角速度的单位 rad s r 4 线速度 角速度与周期的关系 v 5 双选 甲 乙两物体分别放在广州和北京 它们随地球 一起转动时 下列说法正确的是 BD A 甲的线速度大 乙的角速度小B 甲的线速度大于乙的线速度C 甲和乙的线速度相等D 甲和乙的角速度相等 知识点 描述圆周运动的物理量 宇宙中有各种各样的运动 其中星系和天体最常见的运动就是圆周运动 如图5 4 1甲所示 圆周运动不仅在宇宙中很普遍 在我们的日常生活中也很常见 比如电风扇的转动 车轮的转动 风力发电机的转动 如图乙所示 等 经过前面的学习 我们可以用速度 位移 加速度等来描述直线运动和一般的曲线运动 那么圆周运动又可以用哪些物理量来描述呢 图5 4 1讨论 1 如果质点的运动轨迹是圆 那么这一质点的运动叫做 运动 圆周 2 我们可以用 和向心加速度 下一节学习 来描述圆周运动 前面两个量的定义式分别是v 3 质点沿圆周运动 如果在相等的时间内通过的 相等 那么这种运动就叫做匀速圆周运动 匀速圆周运动的角 速度是 的 弧长 恒定 线速度 角速度 1 描述圆周运动的物理量有线速度 角速度 周期 频率 转速等 2 周期与频率 物体转动一周所用的时间T称为周期 周期的倒数f称为频率 例1 已知某一机械秒表的分针和秒针长 指转动轴到针尖的距离 分别为1cm和1 3cm 它正常转动时可视为匀速转动 试求 1 分针和秒针的周期和转速 2 分针和秒针针尖的线速度大小 3 分针和秒针的角速度大小 触类旁通 1 温哥华冬奥会双人滑比赛中 申雪 赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌 如图5 4 2所示 赵宏博 男 以自己为转轴拉着申雪 女 做匀速圆周运动 转速为30r min 申雪的脚到转轴的距离为1 6m 求 1 申雪做匀速圆周运动的角速度 2 申雪的脚运动的速度大小 图5 4 2 解 1 转速n 30r min 0 5r s 角速度 2 n 2 0 5rad s 3 14rad s 2 申雪的脚做圆周运动的半径r 1 6m 所以她的脚运动 的速度v r 1 6m s 5 02m s 传动装置中各物理量间的关系 1 共轴转动 如图5 4 3所示 1 运动特点 转动方向相同 即都逆时针转动或都顺时 针转动 2 定量关系 A点和B点转动的周期相同 角速度相同 进而可知两者线速度与其半径成正比 图5 4 3 2 皮带 链条 传动 如图5 4 4所示 图5 4 4 1 运动特点 两轮的转动方向与皮带的绕行方式有关 可 同向转动 也可反向转动 2 定量关系 由于A B两点相当于皮带上不同位置的点 所以它们的线速度必然相同 两者的角速度与其半径成反比 周期与其半径成正比 3 齿轮传动 如图5 4 5所示 图5 4 5 1 运动特点 当A顺时针转动时 B逆时针转动 当A逆 时针转动时 B顺时针转动 例2 如图5 4 6所示的传动装置中 B C两轮固定在一起绕同一转轴转动 A B两轮用皮带传动 三轮半径关系为rA rC 2rB 若皮带不打滑 求A B C轮边缘上的a b c三点的角速度之比和线速度之比 图5 4 6 触类旁通 2 双选 2011年佛山一中期中 如图5 4 7所示为一皮带传动装置 右轮半径为r a为它边缘上一点 左侧是一轮轴 大轮半径为4r 小轮半径为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 若传动过程中皮 带不打滑 则 AD 图5 4 7 A a点和b点的线速度之比为2 1B a点和c点的角速度之比为1 2C a点和d点的线速度之比为2 1D b点和d点的线速度之比为1 4 匀速圆周运动和匀速运动的区别匀速圆周运动是一种曲线运动 这里的 匀速 是指线速度的大小不变 但线速度的方向不断改变且始终沿运动轨迹的切线方向 所以匀速圆周运动仍是一种变速运动 匀速运动是指速度的大小和方向都不变的匀速直线运动 例3 双选 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 匀速圆周运动的加速度为零D 匀速圆周运动的线速率恒定 错因 误认为匀速圆周运动是速度不变的运动 即匀速运 动 正解 匀速圆周运动是曲线运动 线速度方向时刻在改变 故加速度不为零 匀速圆周运动的线速度大小不变 即线速率不变 答案 BD 触