人教版高一物理必修二　5.4　圆周运动 (共39张PPT)

1、圆圆 周周 运运 动动 在物理学中，把质点的在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部运动轨迹是圆或圆弧的一部 分分的运动叫做圆周运动。的运动叫做圆周运动。 思考与讨论思考与讨论 自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运 动。哪些点运动得更快些？动。哪些点运动得更快些？ 两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？ 比较物体比较物体 在一段时在一段时 间内通过间内通过 的圆弧的的圆弧的 长短长短 比较物体比较物体 在一段时在一段时 间内半径间内半径 转过的角转过的角 度大小度大小 比较物比较物 体转过

2、体转过 一圈所一圈所 用时间用时间 的多少的多少 比较物比较物 体在一体在一 段时间段时间 内转过内转过 的圈数的圈数 1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢、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、定义：质点做圆周运动通 过的弧长过的弧长 l 和所用时间和所用时间 t 的的 比值叫做线速度。比值叫做线速度。 3、大小：、大小： 4、单位：、单位：m/s v = t l 5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上、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。该点的切线方向。 l是弧长并非位移是弧长并非位移 当当t 很小很小时（趋很小很小时（趋 近零），

3、弧长近零），弧长l 就等就等 于物体的位移，式中于物体的位移，式中 的的v ，就是直线运动中，就是直线运动中 学过的瞬时速度。学过的瞬时速度。 矢量矢量 l v v v o 定义：定义：物体物体沿着圆周沿着圆周运运 动，并且动，并且线速度的大小线速度的大小 处处相等处处相等，这种运动叫，这种运动叫 做做匀速圆周运动匀速圆周运动。 率率 匀速圆周运匀速圆周运 动中的动中的“匀匀 速速”指速度指速度 不变吗？不变吗？ 注意：注意：匀速圆周运动是一匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动种变加速曲线运动 加速度方向在变化加速度方向在变化 1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。、物理意义：描述质点转过圆心

4、角的快慢。 2、定义：质点所在的半径转、定义：质点所在的半径转 过圆心角过圆心角和所用时间和所用时间tt的的 比值叫做角速度。比值叫做角速度。 3、大小：、大小： 4、单位：、单位：rad/s = t 采用弧采用弧 度制度制 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 定义定义 符号符号 单位单位 物理物理 意义意义 关系关系 物体在单位物体在单位 时间所转过时间所转过 的圈数的圈数 n r/s或或r/min 描述物体做圆周运动的快慢描述物体做圆周运动的快慢 物体运动物体运动 一周所用一周所用 的时间的时间 物体在单位物体在单位 时间所转过时间所转过 的圈数的

5、圈数 Tf sHz或或s-1 n = = f = = T 1 转速转速周期周期 频率频率 频率越高表明物体运转得越快！频率越高表明物体运转得越快！ 转速转速n越大表明物体运动得越快！越大表明物体运动得越快！ 描述匀速圆周运动快慢的物理量描述匀速圆周运动快慢的物理量 1 1、线速度、线速度 单位单位:m/s:m/s 线速度是线速度是矢量矢量，它既有，它既有大小大小，也有，也有方向方向 2 2、角速度、角速度 单位单位:rad/s:rad/s 3、转速：n单位：转单位：转/ /秒秒 (r/s) (r/s) 或或 转转/ /分分 (r/min)(r/min) 4、周期:T 单位:s 5、频率:f 单

6、位：Hz或s-1 匀速圆周运动是周期不变的运动！匀速圆周运动是周期不变的运动！ 匀速圆周运动是角速度不变的运动！匀速圆周运动是角速度不变的运动！ 1、做匀速圆周运动的物体，线速度、做匀速圆周运动的物体，线速度不变，不变， 时刻在变，线速度是时刻在变，线速度是 (恒量或变量恒量或变量), 匀速圆周运动的性质是匀速圆周运动的性质是 , 匀速的含义是匀速的含义是 。 大小大小 方向方向变量变量 变速曲线运动变速曲线运动 线速度的大小不变线速度的大小不变 小试身手小试身手 线速度、角速度与周期的关系？线速度、角速度与周期的关系？ 设物体做半径为设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：的匀速圆周运动： v

7、= T 2r 线速度与周期的关系：线速度与周期的关系： 角速度与周期的关系：角速度与周期的关系：= T 2 线速度与角速度的关系？线速度与角速度的关系？ 设物体做半径为设物体做半径为r的匀速圆周运动，在的匀速圆周运动，在t内通内通 过的弧长为过的弧长为l ，半径转过的角度为，半径转过的角度为 由数学知识得由数学知识得l = r v = = = r t l t r v = r l r 当当V一定时，一定时，与与r成反比成反比 当当一定时，一定时，V与与r成正比成正比 当当r一定时，一定时，V与与成正比成正比 关于关于r的讨论：的讨论： 根据上面的公式，得出速度与角速度根据上面的公式，得出速度与角

8、速度成正成正 比，你同意这种说法吗？请说出你的理由比，你同意这种说法吗？请说出你的理由 小结：小结： 钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_ 若秒针长若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是，则它的针尖的线速度是_ 1:12:720 / 150 m/ s p 某钟表上秒针、分针的长度比为某钟表上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 1：2，求：，求： A：秒针、分针转动的角速度之比是：秒针、分针转动的角速度之比是_ B：秒针、分针尖端的线速度之比是：秒针、分针尖端的线速度之比是_ 30：1 60：1 一.应用的基本思路： 实例 向心力 向心加速度 牛顿第二定

9、律 动力学： 运动学： 运动状态的改变向心加速度 牛顿第二定律 向心力 （1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径； （2）进行受力分析，画出受力分析图; （3）求出在半径方向的合力，即向心力； （4）用牛顿第二定律 结合匀速圆周运的特点列方程求解。 r v mmaF 2 合 处理圆周运动问题的一般步骤： 二. 双体转动模型 例1. 如图所示，轻细杆可绕光滑的水平轴O在竖直面内转动，杆的两端固定有质 量均为m=1kg的小球A和B，球心到轴O的距离分别为O=0.8m，BO=0.2m。已知A球 转到最低点时速度为vA=4m/s，问此时A、B球对杆的作用力的大小和方向？ A B vA vB 三.

10、圆周运动中的临界问题 1. 滑动与否的临界问题： 例2. 如图所示，细绳的一端系着质量为M=2kg的物体，静止在水平粗糙的圆盘上， 另一端通过光滑的小孔吊着质量为m的物体，M的重心与圆孔的距离为0.5m，已知当 圆盘转动的角速度满足1rad/s3rad/s时，物体m将保持静止状态。求M所受的最 大静摩擦力和m的质量？ m M o 1）传动装置线速度的关传动装置线速度的关 系系 a、皮带传动皮带传动线速度相等线速度相等 b b、齿轮传动齿轮传动线速度相等线速度相等 同一传动各轮边缘上线速度相同同一传动各轮边缘上线速度相同 两个重要的结论两个重要的结论 A B C 2）同一轮上各点的角速度关系同一

11、轮上各点的角速度关系 同一轮上各点的角速度相同同一轮上各点的角速度相同 对自行车三轮转动的描述对自行车三轮转动的描述 C B A (1)A、B的线速度相同的线速度相同 (2)B、C的角速度相同的角速度相同 (3)B、C比比A角速度大角速度大 (4)C比比A、B线速度大线速度大 1、比较图中、比较图中A、B、C三点线速度的的大小关系三点线速度的的大小关系 A B C C B A C C A A、B B、C C三点的线速度大小相等三点的线速度大小相等 课堂练习课堂练习 地球上的物体随着地球一起绕地轴自转。地球地球上的物体随着地球一起绕地轴自转。地球 上不同纬度的物体的周期一样吗上不同纬度的物体的周期一样吗? ?角速度一样角速度一样 吗吗? ?线速度大小一样吗线速度大小一样吗