物理人教版必修2高中一年级 圆周运动

第四节圆周运动,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。,思考1:做圆周运动的物体？我们应该如何比较它们运动的快慢呢？,A,B,C,O,M,D,1.确定物体单位时间通过的弧长,2.确定物体与圆心的连线在单位时间扫过的圆心角,3.确定物体运动一周所需的时间长短,4.确定物体单位时间转的圈数多少5.确定物体单位时间完成周期性运动的次数,描述圆周运动快慢的物理量,1、线速度,2、角速度,3周期:4转速:5频率:,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,A,B,4、线速度是矢量，它既有大小，也有方向。,3、大小：,1、线速度,线速度在这时就是一个瞬时速度,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。,弧长,4、单位：,m/s,线速度,（3）线速度的方向：,（4）讨论：匀速圆周运动的线速度是不变的吗？,结论：匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变。这里的“匀速”是指速度大小不变，或认为是匀速率。,匀速圆周运动：如果物体沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等(也可以认为：相等的时间里通过的圆弧长度相等),2、角速度,公式,单位:弧度/秒(rad/s)或S-1,1、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。,匀速圆周运动是角速度不变的运动！,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。,4、线速度、角速度、周期之间的关系,思考题？一物体做半径为r的匀速圆周运动1）它运动一周所用的时间叫，用T表示。它在周期T内转过的弧长为，由此可知它的线速度为。2）一个周期T内转过的角度为，物体的角速度为。,V、T的关系,周期,2r,2r/T,2,2/T,讨论1：1）当v一定时2）当一定时3）当r一定时,讨论2：在匀速圆周运动中的五个物理量的关系,与r成反比,v与r成正比,v与成正比,线速度、角速度越大，周期越小，频率、转速越高，表明运动得越快。在匀速圆周运动中，角速度、周期、频率和转速均是不变的，线速度的大小不变、方向时刻改变。,三、实例分析,例1：分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？,主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等,A,A,B,B,例2：分析下列情况下，轮上各点的角速度有什么关系？,同轴转动上各点的角速度相同,自行车钢条上离圆心不同远近的质点同轴转动,1、时钟中，秒针、分针、时针三者比较，,巩固练习,（2）周期各是多少？周期之比又是？,（1）谁转得最快？,（3）角速度之比为多少？,秒针,2、地球半径R=6.4106m，地球赤道上的物体A和北纬300线上的物体B随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？,2、地球半径R=6.4106m，地球赤道上的物体A和北纬300线上的物体B随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？,除两极外，地球各处,补充:地球上何处与A相等？何处与vA大小相等？随着纬度的增加，v、如何变化？,整个赤道,不变V变小,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,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。,vavbvcvd=2124,abcd=2111,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,4、一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半径是小轮半径的3倍，大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的1/3，大轮边缘上一点P,小轮边缘上一点Q，则vS：vP：vQ=Q:P:s=,1:3:3,3:1:1,3、做匀速圆周运动的物体线速度的不变，时刻在变，所以线速度是（填恒量或变量），所以匀速圆周运动中，匀速的含义是。,4、对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是恒定的？,5、某电钟上秒针、分针的长度比为d1：d21：2，求：A：秒针、分针尖端的线速度之比是_B：秒针、分针转动的角速度之比是_,周期、角速度、频率、转速,大小,方向,变量,线速度的大小不变,30：1,60：1,本节小结：,1、描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期和频率、转速,分别用符号v，T，f、n表示。2、在匀速圆周运动中，角速度、周期、频率和转速均是不变的，线速度的大小不变、方向时刻改变。3、线速度、角速度和周期之间的关系,1下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是()A是线速度不变的运动B是角速度不变的运动C是角速度不断变化的运动D是相对圆心位移不变的运动,B,2一个质点做匀速圆周运动时，它在任意相等的时间内()A通过的弧长相等B通过的位移相等C转过的角度相等D速度的变化相等,AC,3关于地球上的物体，由于地球的自转，则对于物体的角速度、线速度的大小，以下说法中正确的是()A在赤道上的物体线速度最大B在两极上的物体线速度最大C赤道上物体的角速度最大D北京和南京的角速度大小相等,AD,4.甲、乙两个做圆周运动的质点，它们的角速度之比为31，线速度之比为23，那么下列说法正确的是（）A.它们的半径之比为29B.它们的半径之比为12C.它们的周期之比为23D.它们的周期之比为13,AD,7.如图所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2，已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（）A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为nD.从动轮的转速为n,图5-4-9,BC,8.两个小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示，当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则转轴O到小球2的距离是（）A.B.C.D.,图5-4-11,B,9直径为d的纸筒，以角速度绕中心轴匀速转动，把枪口垂直圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，则子弹的速度可能是()A.B.C.D.,AC,5A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比sAsB23