高中物理必修2__5-4《圓周運動》

1、圓周運動1知道什么是勻速圓周運動知道什么是勻速圓周運動 2、理解什么是線速度、角速度和周期、理解什么是線速度、角速度和周期 3理解線速度、角速度和周期之間的理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系關(guān)系在物理學(xué)中，把質(zhì)點的在物理學(xué)中，把質(zhì)點的運動軌跡是圓或圓弧的一部運動軌跡是圓或圓弧的一部分分的運動叫做圓周運動。的運動叫做圓周運動。觀察自行車的大齒輪，小齒輪，后輪中的質(zhì)點都在做圓自行車的大齒輪，小齒輪，后輪中的質(zhì)點都在做圓周運動。哪些點運動得更快些？周運動。哪些點運動得更快些？思考與討論思考兩物體均做圓周運動，怎樣比較它們運動的快慢？兩物體均做圓周運動，怎樣比較它們運動的快慢？比較物體比較物體在一段時

2、在一段時間內(nèi)通過間內(nèi)通過的的圓弧的圓弧的長短長短比較物體比較物體在一段時在一段時間內(nèi)半徑間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角轉(zhuǎn)過的角度度比較物體比較物體轉(zhuǎn)過一圈轉(zhuǎn)過一圈所用所用時間時間比較物體比較物體在一段時在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過間內(nèi)轉(zhuǎn)過的的圈數(shù)圈數(shù)描述圓周運動快慢的物理量1、物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢、物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢。2、定義：質(zhì)點做圓周運動、定義：質(zhì)點做圓周運動通過通過的弧長的弧長 l 和所用時間和所用時間 t 的比值的比值叫做叫做線速度的大小線速度的大小。3、大?。骸⒋笮。?、單位：、單位：m/sv =tl5、方向：質(zhì)點在圓周某點的線速度方向沿圓周上、方向：質(zhì)點在圓周某點的線速度方向沿

3、圓周上該點的該點的切線方向切線方向。l是弧長并非位移是弧長并非位移當(dāng)當(dāng)t 趨近零時趨近零時,弧長弧長l 就等于物體的位移就等于物體的位移,式式中的中的v ,就是直線運動就是直線運動中學(xué)過的瞬時速度中學(xué)過的瞬時速度.矢量矢量ltvvvo定義：定義：物體物體沿著圓周沿著圓周運運動，并且動，并且線速度的大小線速度的大小處處相等處處相等，這種運動叫，這種運動叫做做勻速圓周運動勻速圓周運動。率率勻速圓周運勻速圓周運動中的動中的“勻勻速速”指速度指速度不變嗎？不變嗎？注意：注意：勻速圓周運動是一勻速圓周運動是一 種變加速曲線運動種變加速曲線運動加速度方向在變化加速度方向在變化1、物理意義：、物理意義：描述

4、質(zhì)點沿圓周運動運動的快慢描述質(zhì)點沿圓周運動運動的快慢程度的物理量程度的物理量。2、定義：質(zhì)點所在的半徑、定義：質(zhì)點所在的半徑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過圓心角過圓心角與所用時間與所用時間tt的的比值比值叫做角速度。叫做角速度。3、大?。?、大?。?、單位：、單位：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說明：勻速圓周運動是角速度不變的運動。說明：勻速圓周運動是角速度不變的運動。角度制和弧度制角度制和弧度制2、弧度制：、弧度制：相當(dāng)于將圓周等分成相當(dāng)于將圓周等分成2等份，每一等份對等份，每一等份對應(yīng)的圓心角大小為應(yīng)的圓心角大小為1弧度?；《?。oABrl1、角度制：、角度

5、制：將圓周等分成將圓周等分成360等等份，每一等份對應(yīng)的份，每一等份對應(yīng)的圓心角定義為圓心角定義為1度。度。 圓心角圓心角的大小可以用弧長和半徑的比值來的大小可以用弧長和半徑的比值來描述描述, ,這個比值是沒有單位的這個比值是沒有單位的, ,為了描述問題為了描述問題的方便的方便, ,我們我們“給給”這個比值一個單位這個比值一個單位, ,這就這就是是弧度（弧度（radrad）. .練習(xí)：練習(xí)：1800對應(yīng)多少弧度？對應(yīng)多少弧度？ 900對應(yīng)多少弧度？對應(yīng)多少弧度？ 3、角速度的單位、角速度的單位: 弧弧度度/ /秒秒rad/s 或或 s-1弧度度半徑弧長運動一周 23602RR2Rl半徑弧長q做

6、勻速圓周運動的物體，如果轉(zhuǎn)過做勻速圓周運動的物體，如果轉(zhuǎn)過一周所用的時間越少，那么就表示一周所用的時間越少，那么就表示運動得越快。運動得越快。周期：周期：T表示運動一周所用的時間表示運動一周所用的時間勻速圓周運動是周期不變的運動！勻速圓周運動是周期不變的運動！周期的倒數(shù)叫頻率周期的倒數(shù)叫頻率表示一秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)表示一秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)頻率：頻率：頻率越高表明物體運轉(zhuǎn)得越快！頻率越高表明物體運轉(zhuǎn)得越快！1fT單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速：n轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n越大表明物體運動得越快！越大表明物體運動得越快！描述圓周運動快慢的物理量周期周期頻率頻率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速定義定義符號符號單位單位物理

7、物理意義意義關(guān)系關(guān)系nr/s或或r/min描述物體做圓周運動的快慢描述物體做圓周運動的快慢 物體運動物體運動一周所用一周所用的時間的時間TsHz或或s-1n = = f = =T1物體在單位物體在單位時間所轉(zhuǎn)過時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)的圈數(shù)f物體在單位物體在單位時間所轉(zhuǎn)過時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)的圈數(shù)勻速圓周運動是勻速圓周運動是 周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變的運動！周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變的運動！1、做勻速圓周運動的物體，線速度、做勻速圓周運動的物體，線速度不變，不變， 時刻在變，線速度是時刻在變，線速度是 (恒量或變量恒量或變量),勻速圓周運動的性質(zhì)是勻速圓周運動的性質(zhì)是 , 勻速的含義是勻速的含義是 。 大小大小

8、方向方向變量變量變加速曲線運動變加速曲線運動線速度的大小不變線速度的大小不變練習(xí)練習(xí)2、對于做勻速圓周運動的物體，下列說法對于做勻速圓周運動的物體，下列說法正確的是：正確的是： （ ） A A、相等的時間里通過的路程相等、相等的時間里通過的路程相等B B、相等的時間里通過的弧長相等、相等的時間里通過的弧長相等C C、相等的時間里發(fā)生的位移相同、相等的時間里發(fā)生的位移相同D D、相等的時間里轉(zhuǎn)過的角度相等、相等的時間里轉(zhuǎn)過的角度相等E E、相等的時間里平均速度相同、相等的時間里平均速度相同ABD練習(xí)練習(xí)練習(xí)練習(xí)3、自行車車輪轉(zhuǎn)速為自行車車輪轉(zhuǎn)速為120r/min,120r/min,車輪半徑為車輪

9、半徑為35cm,35cm,則自行車則自行車車輪的車輪的周期周期. .角速度是多少角速度是多少, ,前前進的速度多大進的速度多大? ?思考線速度、角速度與周期的關(guān)系？線速度、角速度與周期的關(guān)系？設(shè)物體做半徑為設(shè)物體做半徑為 r 的勻速圓周運動：的勻速圓周運動：v =T2r線速度與周期的關(guān)系：線速度與周期的關(guān)系：角速度與周期的關(guān)系：角速度與周期的關(guān)系：=T2nfT222思考線速度與角速度的關(guān)系？線速度與角速度的關(guān)系？設(shè)物體做半徑為設(shè)物體做半徑為r的勻速圓周運動，在的勻速圓周運動，在t內(nèi)通內(nèi)通過的弧長為過的弧長為l ，半徑轉(zhuǎn)過的角度為，半徑轉(zhuǎn)過的角度為由數(shù)學(xué)知識得由數(shù)學(xué)知識得l = rv = = =

10、rtltrv =rl r當(dāng)當(dāng)V一定時，一定時，與與r成反比成反比當(dāng)當(dāng)一定時，一定時，V與與r成正比成正比當(dāng)當(dāng)r一定時，一定時，V與與成正比成正比關(guān)于關(guān)于r的討論：的討論：根據(jù)上面的公式，得出速度與角速度根據(jù)上面的公式，得出速度與角速度成正成正比，你同意這種說法嗎？請說出你的理由比，你同意這種說法嗎？請說出你的理由小結(jié)：小結(jié)：1.圓周運動的定義是什么，怎樣的運動稱為勻速圓周運動？2.描述物體做圓周運動快慢的物理量有那些，他們之間的關(guān)系是怎樣的？ 復(fù)習(xí)與思考 1、傳動裝置線速度的關(guān)系、傳動裝置線速度的關(guān)系a、皮帶傳動皮帶傳動線速度相等線速度相等b b、齒輪傳動齒輪傳動線速度相等線速度相等同一傳動各

11、輪邊緣上線速度相等同一傳動各輪邊緣上線速度相等兩個重要的結(jié)論兩個重要的結(jié)論共軸轉(zhuǎn)動問題共軸轉(zhuǎn)動問題兩紅點處轉(zhuǎn)動角速度有什么關(guān)系？兩紅點處轉(zhuǎn)動角速度有什么關(guān)系？ABC2、同軸轉(zhuǎn)動輪上各點的角速度關(guān)系同軸轉(zhuǎn)動輪上各點的角速度關(guān)系同軸轉(zhuǎn)動輪上各點的角速度相等同軸轉(zhuǎn)動輪上各點的角速度相等對自行車三輪轉(zhuǎn)動的描述對自行車三輪轉(zhuǎn)動的描述CBA(1)A、B的線速度相同的線速度相同(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線速度大線速度大 如圖5所示，A、B兩輪半徑之比為1：3，兩輪邊緣擠壓在一起，在兩輪轉(zhuǎn)動中，接觸點不存在打滑的現(xiàn)象，則兩輪邊緣的線速度大小之比等于_。A輪

12、半徑中點與B輪邊緣的角速度大小之比等于_。BA圖51 1、關(guān)于物體做勻速圓周運動的速度，下列說法、關(guān)于物體做勻速圓周運動的速度，下列說法中正確的是中正確的是 （）（）A A速度的大小和方向都不變速度的大小和方向都不變B B速度的大小和方向都改變速度的大小和方向都改變C C速度的大小改變，方向不變速度的大小改變，方向不變DD速度的大小不變，方向改變速度的大小不變，方向改變 勻速圓周運動速度大?。ㄋ俾剩┎蛔?，勻速圓周運動速度大?。ㄋ俾剩┎蛔?，速度方向不斷變化。速度方向不斷變化。D練習(xí)練習(xí)2 2、關(guān)于勻速圓周運動的角速度和線速度，下列、關(guān)于勻速圓周運動的角速度和線速度，下列說法正確的是（）說法正確的

13、是（）A A半徑一定，角速度與線速度成反比半徑一定，角速度與線速度成反比B B半徑一定，角速度與線速度成正比半徑一定，角速度與線速度成正比C C線速度一定，角速度與半徑成正比線速度一定，角速度與半徑成正比DD角速度一定，線速度與半徑成反比角速度一定，線速度與半徑成反比提示：提示：rv B練習(xí)練習(xí)3 3、做勻速圓周運動的物體做勻速圓周運動的物體,10s ,10s 內(nèi)沿半徑為內(nèi)沿半徑為20m20m的圓周運動的弧長為的圓周運動的弧長為100m,100m,求：求：（1 1）線速度）線速度 （2 2）角速度）角速度 （3 3）周期）周期tlvsm /10100sm /10rvsrad /2010srad

14、 /5 . 02Ts4練習(xí)練習(xí)練習(xí)練習(xí)4 4、如圖所示裝置中，三個輪的半徑分別為、如圖所示裝置中，三個輪的半徑分別為r r、2 2r r、4 4r r，b b點到圓心的距離為點到圓心的距離為r r，求圖中，求圖中a、b b、c c、d d各點的線速度之比、角速度之比。各點的線速度之比、角速度之比。 同一輪上各點的同一輪上各點的角速度角速度（周期（周期、轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速）都相同都相同 通過皮帶傳動的兩輪與皮通過皮帶傳動的兩輪與皮帶接觸的邊緣上各點的帶接觸的邊緣上各點的線速線速度度大小相等。大小相等。提示：提示：dcbcavv 一半徑為R=2m的圓環(huán)以直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的周期T=2s，環(huán)上有M、N兩點，如圖524所示。試求M、N兩點的角速度和線速度。小結(jié)1 1、圓周運動的概念圓周運動的概念3 3、勻速圓周運動的特點及性質(zhì)勻速圓周運動的特點及性質(zhì)2 2、描述圓周運動的幾個物理量