高中物理 5.4 圆周运动课件 新人教版必修2 (2).ppt

4 圆周运动 一 二 一 描述圆周运动的物理量1 圆周运动 物体沿着圆周的运动 它的运动轨迹为圆 圆周运动为曲线运动 故一定是变速运动 一 二 2 描述圆周运动的物理量的比较 一 二 二 匀速圆周运动1 定义 线速度大小处处相等的圆周运动 2 特点 1 线速度大小不变 方向不断变化 2 角速度不变 3 转速 周期不变 匀速圆周运动是一种匀速运动吗 提示 不是 物体做匀速圆周运动时 尽管其线速度大小不变 但其方向时刻在变 故匀速圆周运动是一种变速运动 而非处于平衡状态 一 二 一 匀速圆周运动中线速度 角速度 周期 转速之间的关系1 数值关系 一 二 温馨提示 1 v r之间是瞬时对应关系 2 v r三个量中 只有先确定其中一个量不变 才能进一步明确另外两个量是正比还是反比关系 3 若比较物体沿圆周运动的快慢看线速度 若比较物体绕圆心运动的快慢看周期 角速度 一 二 2 线速度与角速度的联系和区别 线速度v与角速度 都是描述匀速圆周运动质点转动快慢的物理量 但两者都无法全面 准确地反映出质点的运动状态 它们都具有一定的局限性 1 r一定时 v 例如 骑自行车时 车轮转得越快 角速度就越大 车轮边缘上各点的线速度就越大 2 一定时 v r 例如 地球上各点都在绕地轴做圆周运动 且角速度相同 但地球表面纬度越低的地方 到地轴的距离就越大 因此线速度就越大 赤道上各点的线速度最大 一 二 温馨提示线速度大的物体 其角速度不一定大 例如 地球绕太阳转动的线速度是3 104m s 但它的角速度却很小 只有2 10 7rad s 只有当r一定时 v与 才成正比 一 二 二 传动装置中各量之间的关系1 传动的几种情况 一 二 一 二 一 二 2 在分析传动问题时 要先明确哪些物理量是相等的 哪些物理量是不相等的 在通常情况下 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上各点线速度大小相等 角速度与半径成反比 3 解决皮带传动问题 弄清哪些物理量相等是解题的关键 温馨提示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 类型一 类型二 类型三 例题1 关于做匀速圆周运动的物体的线速度 角速度 周期的关系 下列说法中正确的是 a 线速度大的角速度一定大b 线速度大的周期一定小c 角速度大的半径一定小d 角速度大的周期一定小答案 d 类型一 类型二 类型三 类型一 类型二 类型三 例题2 如图所示的皮带传动装置中 右边两轮固定在一起同轴转动 图中a b c三轮的半径关系为ra rc 2rb 设皮带不打滑 则三轮边缘上的点的线速度之比va vb vc 角速度之比 a b c 点拨 同一根皮带连接不打滑时 a轮和b轮边缘各点的线速度相等 固定在一起绕同一个轴转动的b轮和c轮各点的角速度相等 这个规律在以后解圆周运动题目中要经常用到 类型一 类型二 类型三 解析 a b两轮由皮带带动一起转动 皮带不打滑 故a b两轮边缘上各点的线速度大小相等 va vb b c两轮固定在同一轮轴上 同轴转动 角速度相等 b c 但是由于两轮的半径不等 由v r 可知 b c两轮边缘上各点的线速度大小不等 且c轮边缘上各点的线速度是b轮边缘上各点线速度的两倍 故有va vb vc 1 1 2 因a b两轮边缘上各点的线速度大小相等 同样由v r 可知 它们的角速度与半径成反比 即 a b rb ra 1 2 故有 a b c 1 2 2 答案 1 1 21 2 2 类型一 类型二 类型三 题后反思在分析传动装置中各物理量间的关系时 要牢记下面的两个关系 1 靠皮带 齿轮或摩擦传动的轮 在不打滑的情况下 轮边缘上各点的线速度大小相等 角速度则与半径成反比 2 同一轮或同轴传动的轮上各点运动的角速度 转速n和周期t均相等 线速度则与半径成正比 类型一 类型二 类型三 例题3 如图所示 小球q在竖直平面内做匀速圆周运动 半径为r 当小球q运动到与o在同一水平线上时 有另一小球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处相碰 小球q的角速度 应满足什么条件 点拨 题目中两球相碰的条件为两者在相同的时间内到达相同的空间位置 这一点是追及 相遇类问题的切入点 另外 由于匀速圆周运动具有重复性 故要注意多解的产生 类型一 类型二 类型三 类型一 类型二 类型三 类型一 类型二 类型三