6.1圓周運動課件高一下學(xué)期物理人教版

第六章圓周運動6.1圓周運動目錄CONTENTS角速度2周期3線速度與角速度的關(guān)系4線速度

1學(xué)以致用-練習(xí)鞏固5觀察與思考：這些運動有何特點？問題與討論：將自行車后輪架起，轉(zhuǎn)動腳踏板，注意觀察:大、小兩個齒輪邊續(xù)上的點，哪個運動得更快些?同一個齒輪上到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點，哪個運動得更快些?你能說出判斷運動快慢的依據(jù)嗎?在上面的討論中，同學(xué)們會出現(xiàn)不同的意見。為什么會有不同意見?因為到目前為止，關(guān)于圓周運動的快慢還沒有大家都認可的描述方法。一、線速度在右圖中，物體沿圓弧由M向N運動，在某時刻t經(jīng)過A點。為了描述物體經(jīng)過A點附近時運動的快慢，可以取一段很短的時間△t，物體在這段時間內(nèi)由4運動到B，通過的弧長為△s。

線速度的方向為物體做周運動時該點的切線方向。需要說明的是，當△r足夠小時，弧AB與線段AB幾乎沒有差別，此時，弧長△s也就等于物體由A到B的位移△t的大小。因此，這里的線速度實際上就是我們在直線運動中已經(jīng)學(xué)過的瞬時速度，不過現(xiàn)在用來描述圓周運動而已。如果物體沿著圓周運動，并且線速度的大小處處相等這種運動叫作勻速圓周運動。應(yīng)該注意的是，勾速圓周運動的線速度方向是在時刻變化的，因此它是一種變速運動，這里的“勻速”是指速率不變。二、角速度自行車前進時，由于鏈條不可伸長，也不會脫離齒輪打滑(圖6.1-2)，因而大、小齒輪邊緣的點在相等時間內(nèi)通過的弧長是相等的，即線速度大小相等。但同時也可注意到，由于兩個齒輪的半徑不同，相等時間內(nèi)它們轉(zhuǎn)過的角度不同。我們引入角速度這個物理量來描述做圓周運動的物體繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。如右下圖所示，物體在△t時間內(nèi)由A運動到B。半徑OA在這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角△0與所用時間△t之比叫作角速度，用符號ω表示角速度的單位由角的單位和時間的單位共同決定在國際單位制中，時間的單位是秒，角的單位是弧度，符號是rad，所以角速度的單位是弧度每秒，符號是rad/s。在運算中，通常把“弧度”或“rad”略去不寫，所以角速度的單位可以寫為s-1

。由于勾速圓周運動是線速度大小不變的運動，物體在相等時間內(nèi)通過的弧長相等，所以物體在相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度也相等。因此可以說，勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動。三、周期圓周運動有其特殊性，物體運動一周后又會返回到初始位置，周而復(fù)始地運動著。如坐在旋轉(zhuǎn)木馬上的小孩運動一周后又回到他開始的位置（如下圖

）。為了描述圓周運動的這種周期性，常常需要周期這個物理量。做勻速圓周運動的物體，運動一周所用的時間叫作周期，用T表示。周期也是常用的物理量，它的單位與時間的單位相同。技術(shù)中常用轉(zhuǎn)速來描述物體做圓周運動的快慢。轉(zhuǎn)速是指物體轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與所用時間之比，常用符號n表示轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)每秒(r/s)，或轉(zhuǎn)每分(r/min)。

r/s和r/min都不是國際單位制中的單位，運算時往往要把它們換算成弧度每秒。四、線速度與角速度的關(guān)系思考與討論：線速度的大小描述了做圓周運動的物體沿著圓弧運動的快慢，角速度的大小描述了物體與圓心連線掃過角度的快慢。它們之間有什么關(guān)系呢?在右圖中，設(shè)物體做圓周運動的半徑為r，由A運動到B的時間為△t，弧AB的長度為△s，弧AB對應(yīng)的圓心角為△θ。

【例題】一個小孩坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓周的半徑為4.0m。當他的線速度為2.0m/s時，他做勻速周運動的角速度是多少?周期是多少?分析已知小孩做勻速圓周運動的半徑和線速度，可以根據(jù)線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，求出他做勻速圓周運動的角速度和周期。

五、學(xué)以致用-練習(xí)鞏固1.(多選)關(guān)于勻速圓周運動，下列說法中正確的是(

) A．勻速圓周運動是變速運動 B．做勻速圓周運動的物體的速率不變 C．做勻速圓周運動的物體在任意相等時間內(nèi)通過的位移相等 D．做勻速圓周運動的物體在任意相等時間內(nèi)通過的路程相等ABD2.（多選）一質(zhì)點做勻速圓周運動,其線速度大小為4m/s,轉(zhuǎn)動周期為2s,下列說法正確的是(

)A.角速度為0.5rad/sB.轉(zhuǎn)速為0.5r/sC.運動軌跡的半徑為mD.頻率為0.5HzBCD3.(多選)在如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三個輪的半徑關(guān)系是rA＝rC＝2rB。若皮帶不打滑，則A、B、C三輪邊緣上a、b、c三點的（

）A.角速度之比為2∶1∶2B.線速度大小之比為1∶1∶2C.周期之比為1∶2∶2D.轉(zhuǎn)速之比為1∶2∶2解析：

A、B兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等；B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，則B、C兩輪的角速度相等.a、b比較：va＝vb由v＝ωr得：ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2b、c比較：ωb＝ωc由v＝ωr得：vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2所以ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2va∶vb∶vc＝1∶1∶2，A錯誤，B正確；由ω＝2πn知，na∶nb∶nc＝1∶2∶2，D正確；T＝

，故Ta∶Tb∶Tc＝2∶1∶1，C錯誤.4.一個小孩坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓周的半徑為4.0m。當他的線速度為2.0m/s

時，他做勻速圓周運動的角速度是多少？周期是多少？解：當小孩的線速度為2.0m/s時，

角速度：周期：5.關(guān)于做勻速圓周運動的物體的線速度、角速度、周期的關(guān)系，下面說法中正確的是()A．線速度大的角速度一定大

B．線速度大的周期一定小C．角速度大的半徑一定小

D．角速度大的周期一定小

A和C：v=ωr，v、ω、r三者之間有關(guān)系。B：

，v、r、T三者之間有關(guān)系。D:，ω、T三者之間有關(guān)系。D6.(多選)如圖，直徑為d的豎直圓筒繞中心軸線以恒定的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動。一子彈以水平速度沿圓筒直徑方向從左壁射入圓筒，從右側(cè)射穿圓筒后發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一