高中物理必修2__5-4《圆周运动》

1、圆周运动1知道什么是匀速圆周运动知道什么是匀速圆周运动 2、理解什么是线速度、角速度和周期、理解什么是线速度、角速度和周期 3理解线速度、角速度和周期之间的理解线速度、角速度和周期之间的关系关系在物理学中，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。观察自行车的大齿轮，小齿轮，后轮中的质点都在做圆自行车的大齿轮，小齿轮，后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些？周运动。哪些点运动得更快些？思考与讨论思考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

2、在一段时间内通过间内通过的的圆弧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度比较物体比较物体转过一圈转过一圈所用所用时间时间比较物体比较物体在一段时在一段时间内转过间内转过的的圈数圈数描述圆周运动快慢的物理量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、定义：质点做圆周运动通过通过的弧长的弧长 l 和所用时间和所用时间 t 的比值的比值叫做叫做线速度的大小线速度的大小。3、大小：、大小：4、单位：、单位：m/sv =tl5、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

3、圆周上该点的该点的切线方向切线方向。l是弧长并非位移是弧长并非位移当当t 趋近零时趋近零时,弧长弧长l 就等于物体的位移就等于物体的位移,式式中的中的v ,就是直线运动就是直线运动中学过的瞬时速度中学过的瞬时速度.矢量矢量ltvvvo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：、物理意义：描述

4、质点沿圆周运动运动的快慢描述质点沿圆周运动运动的快慢程度的物理量程度的物理量。2、定义：质点所在的半径、定义：质点所在的半径转转过圆心角过圆心角与所用时间与所用时间tt的的比值比值叫做角速度。叫做角速度。3、大小：、大小：4、单位：、单位：弧度弧度/ /秒秒 rad/srad/s 或或 s -1s -1=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。角度制和弧度制角度制和弧度制2、弧度制：、弧度制：相当于将圆周等分成相当于将圆周等分成2等份，每一等份对等份，每一等份对应的圆心角大小为应的圆心角大小为1弧度。弧度。oABrl1、角度制：、角度

5、制：将圆周等分成将圆周等分成360等等份，每一等份对应的份，每一等份对应的圆心角定义为圆心角定义为1度。度。 圆心角圆心角的大小可以用弧长和半径的比值来的大小可以用弧长和半径的比值来描述描述, ,这个比值是没有单位的这个比值是没有单位的, ,为了描述问题为了描述问题的方便的方便, ,我们我们“给给”这个比值一个单位这个比值一个单位, ,这就这就是是弧度（弧度（radrad）. .练习：练习：1800对应多少弧度？对应多少弧度？ 900对应多少弧度？对应多少弧度？ 3、角速度的单位、角速度的单位: 弧弧度度/ /秒秒rad/s 或或 s-1弧度度半径弧长运动一周 23602RR2Rl半径弧长q做

6、匀速圆周运动的物体，如果转过做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。运动得越快。周期：周期：T表示运动一周所用的时间表示运动一周所用的时间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！周期的倒数叫频率周期的倒数叫频率表示一秒内转过的圈数表示一秒内转过的圈数频率：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！1fT单位时间内转过的圈数叫转速单位时间内转过的圈数叫转速转速：n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！描述圆周运动快慢的物理量周期周期频率频率转速转速定义定义符号符号单位单位物理

7、物理意义意义关系关系nr/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TsHz或或s-1n = = f = =T1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f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匀速圆周运动是匀速圆周运动是 周期、频率、转速都不变的运动！周期、频率、转速都不变的运动！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

8、方向方向变量变量变加速曲线运动变加速曲线运动线速度的大小不变线速度的大小不变练习练习2、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是：正确的是： （ ） A A、相等的时间里通过的路程相等、相等的时间里通过的路程相等B B、相等的时间里通过的弧长相等、相等的时间里通过的弧长相等C C、相等的时间里发生的位移相同、相等的时间里发生的位移相同D D、相等的时间里转过的角度相等、相等的时间里转过的角度相等E E、相等的时间里平均速度相同、相等的时间里平均速度相同ABD练习练习练习练习3、自行车车轮转速为自行车车轮转速为120r/min,120r/min,车轮半径为车轮

9、半径为35cm,35cm,则自行车则自行车车轮的车轮的周期周期. .角速度是多少角速度是多少, ,前前进的速度多大进的速度多大? ?思考线速度、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 =T2r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：=T2nfT222思考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 = rv = = =

10、rtltrv =rl 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：1.圆周运动的定义是什么，怎样的运动称为匀速圆周运动？2.描述物体做圆周运动快慢的物理量有那些，他们之间的关系是怎样的？ 复习与思考 1、传动装置线速度的关系、传动装置线速度的关系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

11、轮边缘上线速度相等同一传动各轮边缘上线速度相等两个重要的结论两个重要的结论共轴转动问题共轴转动问题两红点处转动角速度有什么关系？两红点处转动角速度有什么关系？ABC2、同轴转动轮上各点的角速度关系同轴转动轮上各点的角速度关系同轴转动轮上各点的角速度相等同轴转动轮上各点的角速度相等对自行车三轮转动的描述对自行车三轮转动的描述CBA(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比比A角速度大角速度大(4)C比比B线速度大线速度大 如图5所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于_。A轮

12、半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于_。BA图51 1、关于物体做匀速圆周运动的速度，下列说法、关于物体做匀速圆周运动的速度，下列说法中正确的是中正确的是 （）（）A A速度的大小和方向都不变速度的大小和方向都不变B B速度的大小和方向都改变速度的大小和方向都改变C C速度的大小改变，方向不变速度的大小改变，方向不变DD速度的大小不变，方向改变速度的大小不变，方向改变 匀速圆周运动速度大小（速率）不变，匀速圆周运动速度大小（速率）不变，速度方向不断变化。速度方向不断变化。D练习练习2 2、关于匀速圆周运动的角速度和线速度，下列、关于匀速圆周运动的角速度和线速度，下列说法正确的是（）说法正确的

13、是（）A A半径一定，角速度与线速度成反比半径一定，角速度与线速度成反比B B半径一定，角速度与线速度成正比半径一定，角速度与线速度成正比C C线速度一定，角速度与半径成正比线速度一定，角速度与半径成正比DD角速度一定，线速度与半径成反比角速度一定，线速度与半径成反比提示：提示：rv B练习练习3 3、做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,10s ,10s 内沿半径为内沿半径为20m20m的圆周运动的弧长为的圆周运动的弧长为100m,100m,求：求：（1 1）线速度）线速度 （2 2）角速度）角速度 （3 3）周期）周期tlvsm /10100sm /10rvsrad /2010srad

14、 /5 . 02Ts4练习练习练习练习4 4、如图所示装置中，三个轮的半径分别为、如图所示装置中，三个轮的半径分别为r r、2 2r r、4 4r r，b b点到圆心的距离为点到圆心的距离为r r，求图中，求图中a、b b、c c、d d各点的线速度之比、角速度之比。各点的线速度之比、角速度之比。 同一轮上各点的同一轮上各点的角速度角速度（周期（周期、转速）转速）都相同都相同 通过皮带传动的两轮与皮通过皮带传动的两轮与皮带接触的边缘上各点的带接触的边缘上各点的线速线速度度大小相等。大小相等。提示：提示：dcbcavv 一半径为R=2m的圆环以直径AB为轴匀速转动，转动的周期T=2s，环上有M、N两点，如图524所示。试求M、N两点的角速度和线速度。小结1 1、圆周运动的概念圆周运动的概念3 3、匀速圆周运动的特点及性质匀速圆周运动的特点及性质2 2、描述圆周运动的几个物理量