高一物理圓周運(yùn)動(dòng)好的

1、第五章第五章 曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)第五節(jié)第五節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)在物理學(xué)中，把質(zhì)點(diǎn)的在物理學(xué)中，把質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓或圓弧的一部運(yùn)動(dòng)軌跡是圓或圓弧的一部分分的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)。思考與討論思考與討論自行車(chē)的輪盤(pán)，飛輪，后輪中的質(zhì)點(diǎn)都在做圓周運(yùn)自行車(chē)的輪盤(pán)，飛輪，后輪中的質(zhì)點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng)。哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些？動(dòng)。哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些？CBA輪盤(pán)輪盤(pán)飛輪飛輪后輪后輪兩物體均做圓周運(yùn)動(dòng)，怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？?jī)晌矬w均做圓周運(yùn)動(dòng)，怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？比較物體比較物體在一段時(shí)在一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)間內(nèi)通過(guò)的圓弧的的圓弧的長(zhǎng)短長(zhǎng)短比較物體比較物體在一段時(shí)在一段時(shí)間內(nèi)半徑間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角轉(zhuǎn)過(guò)的

2、角度大小度大小比較物比較物體轉(zhuǎn)過(guò)體轉(zhuǎn)過(guò)一圈所一圈所用時(shí)間用時(shí)間的多少的多少比較物比較物體在一體在一段時(shí)間段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)的圈數(shù)1、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。2、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)過(guò)的弧長(zhǎng) s 和所用時(shí)間和所用時(shí)間 t 的的比值叫做線速度。比值叫做線速度。3、大?。?、大?。?、單位：、單位：m/sv =ts5、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。該點(diǎn)的切線方向。s是弧長(zhǎng)并非位移是弧長(zhǎng)并非位移當(dāng)當(dāng)t 很小很小時(shí)（趨很小很小時(shí)（趨近零），弧長(zhǎng)近零），

3、弧長(zhǎng)s 就等就等于物體的位移，式中于物體的位移，式中的的v ，就是直線運(yùn)動(dòng)中，就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度。學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度。矢量矢量svvvo定義：定義：物體物體沿著圓周沿著圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)，并且動(dòng)，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(yùn)動(dòng)叫，這種運(yùn)動(dòng)叫做做勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)。率率勻速圓周運(yùn)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)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(yùn)動(dòng)是一勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一 種變加速曲線運(yùn)動(dòng)種變加速曲線運(yùn)動(dòng)加速度方向在變化加速度方向在變化1、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)圓心角的快慢。、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)圓心角的快慢。 2、定義：、定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)質(zhì)點(diǎn)所在

4、的半徑轉(zhuǎn)過(guò)圓心角過(guò)圓心角和所用時(shí)間和所用時(shí)間tt的的比值叫做角速度。比值叫做角速度。3、大?。?、大?。?、單位：、單位：rad/s=t 采用弧采用弧度制度制說(shuō)明：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。矢量矢量其他描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量其他描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量 質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)在 1 s 內(nèi)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周數(shù)周數(shù) 質(zhì)點(diǎn)沿圓運(yùn)動(dòng)一周所用的質(zhì)點(diǎn)沿圓運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間時(shí)間1. 周期周期2. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速用用n表示，單位是表示，單位是轉(zhuǎn)每秒（轉(zhuǎn)每秒（r/sr/s）、）、 轉(zhuǎn)每分（轉(zhuǎn)每分（r/r/min） 周期周期 T 和頻率和頻率n 之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為 周期用

5、周期用T 表示，單位是表示，單位是 s（秒秒）T= 1/n 或或 n= 1/T定義定義符號(hào)符號(hào)單位單位物理物理意義意義關(guān)系關(guān)系物體在單位時(shí)間物體在單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)nr/s或或r/min描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢 物體運(yùn)動(dòng)一周物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間所用的時(shí)間Tsn = =T1轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速周期周期描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量1 1、線速度、線速度單位單位:m/s:m/s線速度是線速度是矢量矢量，它既有，它既有大小大小，也有，也有方向方向2 2、角速度、角速度單位單位:rad/s:rad/s3、轉(zhuǎn)速：n單位：轉(zhuǎn)單位：轉(zhuǎn)/ /秒秒 (r/s

6、) (r/s) 或或 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分 (r/min)(r/min)4、周期: T 單位:s非國(guó)際單位制，非國(guó)際單位制，計(jì)算轉(zhuǎn)化為弧度每秒計(jì)算轉(zhuǎn)化為弧度每秒勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng): 角速度不變角速度不變 線速度不變線速度不變 周期不變周期不變 線速度、角速度與周期、轉(zhuǎn)速的關(guān)系？線速度、角速度與周期、轉(zhuǎn)速的關(guān)系？設(shè)物體做半徑為設(shè)物體做半徑為 r 的圓周運(yùn)動(dòng)：的圓周運(yùn)動(dòng)：v = =2rnT2r線速度與周期、轉(zhuǎn)速的關(guān)系：線速度與周期、轉(zhuǎn)速的關(guān)系：角速度與周期、轉(zhuǎn)速的關(guān)系：角速度與周期、轉(zhuǎn)速的關(guān)系：= =2n T2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的圓周運(yùn)動(dòng)，在

7、的圓周運(yùn)動(dòng)，在t內(nèi)通過(guò)的內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為弧長(zhǎng)為l ，半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度為由數(shù)學(xué)知識(shí)得由數(shù)學(xué)知識(shí)得l = rv = = = rtltrv = rl r在圓周運(yùn)動(dòng)中，在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度的大小等于角速度大小與半徑的乘積。線速度的大小等于角速度大小與半徑的乘積。當(dāng)當(dāng)V一定時(shí)，一定時(shí)，與與r成反比成反比當(dāng)當(dāng)一定時(shí)，一定時(shí)，V與與r成正比成正比當(dāng)當(dāng)r一定時(shí)，一定時(shí)，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(shuō)法嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由比，你同意這種說(shuō)法嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由小結(jié)：小結(jié)： 【例例1】人造地球衛(wèi)星繞地球

8、的運(yùn)動(dòng)人造地球衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)可以近似地看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若衛(wèi)星距可以近似地看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若衛(wèi)星距地面的高度是地面的高度是9105 m，繞地球一周的時(shí)繞地球一周的時(shí)間是間是100 min，求衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度和角，求衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度（設(shè)地球半徑為速度（設(shè)地球半徑為6.4 106 m）。衛(wèi)星的線速度為衛(wèi)星的線速度為2RvT 62 3.14 7.3 10m/s6 000 衛(wèi)星的角速度為衛(wèi)星的角速度為2T 32 3.14rad/s1.05 10rad/s6 000 - -37.6 10m/s 解：解：人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是地球的半徑與衛(wèi)星距地面高

9、度之和，半徑是地球的半徑與衛(wèi)星距地面高度之和，即即666(6.4 100.9 10 ) m7.3 10 mR 1）傳動(dòng)裝置線速度的關(guān)傳動(dòng)裝置線速度的關(guān)系系a、皮帶傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)線速度相等線速度相等b b、齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)線速度相等線速度相等同一傳動(dòng)各輪邊緣上線速度相同同一傳動(dòng)各輪邊緣上線速度相同兩個(gè)重要的結(jié)論兩個(gè)重要的結(jié)論ABC2）同一輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系同一輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系同一輪上各點(diǎn)的角速度相同同一輪上各點(diǎn)的角速度相同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、C比比A角速度大角速度大(4)C比比A、B線速度大線速度大分析：1.1.同一轉(zhuǎn)盤(pán)上各

10、點(diǎn)具有相同的角速度同一轉(zhuǎn)盤(pán)上各點(diǎn)具有相同的角速度2.2.同一圓弧上各點(diǎn)具有大小相同的線速度，同一圓弧上各點(diǎn)具有大小相同的線速度，且皮帶不打滑時(shí)輪的邊緣和皮帶上各點(diǎn)也具且皮帶不打滑時(shí)輪的邊緣和皮帶上各點(diǎn)也具有大小相同的線速度。有大小相同的線速度。Va=Vb b=c V=r Vb:Vc=rb:rc=2:1 Va:Vb:Vc=2:2:1 a:b: c=2:1:1 =V/ra:b=rb:ra=2:12:2:12:1:1地球上的物體隨著地球一起繞地軸自轉(zhuǎn)。地球地球上的物體隨著地球一起繞地軸自轉(zhuǎn)。地球上不同緯度的物體的周期一樣嗎上不同緯度的物體的周期一樣嗎? ?角速度一樣角速度一樣嗎嗎? ?線速度大小一樣嗎線速度大小一樣嗎? ?ORROORRO手表上三根指針的角速度之比為多少？若時(shí)手表上三根指針的角速度之比為多少？若時(shí)針的長(zhǎng)度為針的長(zhǎng)度為1cm1cm，分針、秒針的長(zhǎng)度為，分針、秒針的長(zhǎng)度為2cm2cm，則三根指針頂端的線速度分別是多少？則三根指針頂端的線速度分別是多少？解：提問(wèn)：時(shí)針、分針、提問(wèn)：時(shí)針、分針、秒針的周期為多少？秒針的周期為多少？解（續(xù)解（續(xù)2）：）：分析：時(shí)針、分針、秒針轉(zhuǎn)一圈分析：時(shí)針、分針、秒針轉(zhuǎn)一圈所通過(guò)的圓心角為所通過(guò)的圓心角為 2 2radrad6223.140.011.45 1072060rmmvsst 3