高中物理人教必修2课件54圆周运动

1、,第五章：曲线运动,第 4 节：圆周运动,1.知道什么是圆周运动,什么是匀速圆周运动。 2.知道线速度的物理意义、定义式、矢量性,知道匀速圆周运动线速度的特点。 3.知道角速度的物理意义、定义式及单位,了解转速和周期的关系。 4.掌握线速度和角速度的关系,掌握角速度与转速、周期的关系。 5.能在具体的情景中确定线速度和角速度与半径的关系。,首先引入生活中常见的圆周运动的例子，如：摩天轮、 过山车、流星锤等运动，总结出圆周运动的概念，再提出怎 么比较圆周运动的快慢，用什么物理量来描述圆周运动的快 慢，最后提出匀速圆周运动的概念。 我们可以用线速度、角速度来描述圆周运动的快慢，并 在此基础上提出圆

2、周运动的周期、频率、转速等概念，以及 分析它们之间的关系。如果物体的线速度大小保持不变的圆 周运动，那么它就是圆周运动，最后分析匀速圆周运动的特 点。,这些物体的运动有什么特点？,生活中的圆周运动,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。,如何描述自行车大链轮、小齿轮轮和后轮的运动情况？,两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？,比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短,比较物体在一段时间内半径转过的角度,比较物体转过一圈所用时间,比较物体在一段时间内转过的圈数,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

3、值叫做线速度的大小。,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,t,一、线 速 度,l是弧长并非位移,矢量,二、角 速 度,1. 物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。,2. 定义：质点所在的半径转过的角度 和所用时间 t 的比值叫做角速度。,3. 公式：,4. 单位：弧度/秒 rad/s 或 s-1, 采用弧度制,三、周期、频率和转速,2. 频率 f ：做圆周运动的物体 1 秒内沿圆周运动的周数。,3. 转速 n ：物体单位时间内转过的圈数。 ( 单位 : 转/秒(r/s)转/分(r/min) ),1. 周期 T ：做圆周运动的物体转

4、过一周所用的时间。 ( 单位 : 秒 ),当转速n的单位为转/秒（r/s）时：,( 单位 : 赫或 Hz ),描述匀速圆周运动快慢的物理量,1、线速度,单位：m/s,2、角速度,单位：rad/s 或 s-1,3、转速 n,单位：r/s,4、周期 T,单位： s,5、频率 f,单位： Hz,必须综合考虑做圆周运动物体的线速度 v 和角速度 两个方面。,要全面准确描述物体做圆周运动的状态,弧长相等，则线速度的大小处处相等,角速度 不变,周期 T 不变,匀速圆周运动,任取两段相等的时间，比较圆弧长度,匀速圆周运动是一种变速运动!,速度方向在变化,变加速曲线运动,速度大小不变,角速度、周期、频率、转速

5、,描述匀速圆周运动的各个物理量有哪些是恒定的？,C,1. 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是 （ ） A. 匀速圆周运动就是匀速运动 B. 匀速圆周运动是匀加速运动 C. 匀速圆周运动是一种变加速运动 D. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态,四、线速度与角速度的关系,设物体做半径为 r 的匀速圆周运动，在 t 内通过的弧长为 l ，半径转过的角度为 。,由数学知识得 l = r,v = r,当 v 一定时， 与 r 成反比,当 一定时，v 与 r 成正比,当 r 一定时，v 与 成正比,根据公式 v = r，得出速度 v 与角速度 成正比，你同意这种说法吗？请说出你的理由。,线速度、角速度与周

6、期的关系：,设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：,线速度与周期的关系：,角速度与周期的关系：,v = r,A. 它们线速度相等，角速度一定也相等 B. 它们角速度相等，线速度一定也相等 C. 它们周期相等，角速度一定也相等 D. 它们周期相等，线速度一定也相等,C,2. 下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是 （ ）,4. 甲、乙两个物体分别放在广州和北京，它们随地球一起转动时，下面说法正确的是（ ）,3. 机械手表的时针、分针、秒针的角速度之比为（ ） A. 1 60 360 B. 1 12 360 C. 1 12 720 D. 1 60 7200,A. 甲的线速度大，乙的角速度

7、小 B. 甲的线速度大，乙的角速度大 C. 甲和乙的线速度相等 D. 甲和乙的角速度相等,C,D,a. 皮带传动线速度相等,b. 齿轮传动线速度相等,同一传动带各轮边缘上线速度相同,五、两个重要的结论,1. 传动装置线速度的关系,2. 同一轮上各点的角速度关系,同一轮上各点的角速度相同,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？角速度一样吗？线速度大小一样吗？,例 1. 如图 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 rArC2rB 。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

8、之比。,因为 v/r，vavb，rA2rB 所以 abrBrA12 又因为 vr，bc，rC2rB 所以 vbvcrBrC12 综合可知 abc122 vavbvc112,解：A、B 两轮通过皮带传动，皮带不打滑，A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等，有 vavb，故 vavb 11。,B、C 两轮固定在一起绕同一转轴转动，它们上面的任何一点具有相同的角速度，有bc11。,1如图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

9、 ( ),AD,A. a 点和 b 点的线速度之比为 21 B. a 点和 c 点的角速度之比为 12 C. a 点和 d 点的线速度之比为 21 D. b 点和 d 点的线速度之比为 14,2. 如图所示为不打滑的皮带传动装置，B 轮和 C 轮同轴固定在一起，A 轮通过皮带与 C 轮相连，它们的半径大小不一，关系为 RA = RB = 2RC，a 、b、c 三点分别是三轮边缘上的点，则在传动时（ ）,A. a 点和 c 点的周期关系为 Tc = 2Ta B. c 点和 b 点的角速度关系为 b = 2c C. b 点和 a 点的线速度关系为 vb = va D. A、B 两轮的转速关系为 n

10、A = nB/2,D,例 2. 如图所示，直径为 d 的纸制圆筒，使它以角速度 绕轴 O 匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下 A、B 两个弹孔，已知 AO、BO 夹角为 ，求子弹的速度。,解: 子弹从 A 穿入圆筒到从 B 穿出圆筒，圆筒转过的角度为 ，则子弹穿过圆筒的时间为 t（ ） 在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径 d，则子弹的速度为 v dt d（）。,1. 圆周运动的概念,3. 匀速圆周运动的特点及性质,2. 描述圆周运动的几个物理量及其关系,4. 两个重要的结论,(1) 线速度大小不变，方向时刻变化，是变速运动 (2) 速率、角速度、周期、频率、转速都不变,v = r,1. 做匀速圆周运动的物体，线速度不变， 时刻在变，线速度是 (恒量或变量)，匀速圆周运动的性质是 ,匀速的含义是 。,大小,方向,变量,变速曲线运动,线速度的大小不变,2. 对于做匀速圆周运动的物