5.4圓周運(yùn)動PPT精品文檔

1、.15.4 圓周運(yùn)動圓周運(yùn)動 .2.3質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是圓運(yùn)動軌跡是圓.4觀察質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是圓或圓的一部分運(yùn)動軌跡是圓或圓的一部分的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動.5大齒輪大齒輪小齒輪小齒輪后輪后輪.6思考兩物體均做圓周運(yùn)動，怎樣比較它們運(yùn)動的快慢？兩物體均做圓周運(yùn)動，怎樣比較它們運(yùn)動的快慢？1.比較物體比較物體在同一段在同一段時(shí)間內(nèi)通時(shí)間內(nèi)通過的過的圓弧圓弧的長短的長短2.比較物體比較物體在同一段在同一段時(shí)間內(nèi)半時(shí)間內(nèi)半徑徑轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)過的角度角度3.比較物比較物體轉(zhuǎn)過一體轉(zhuǎn)過一圈所用圈所用時(shí)時(shí)間間4.比較物體比較物體在同一段時(shí)在同一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)圈數(shù) 線速度線速度

2、 角速度角速度 周期周期頻率、轉(zhuǎn)速頻率、轉(zhuǎn)速.7描述圓周運(yùn)動快慢的物理量1、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢。2、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動通過通過的弧長的弧長 S和所用時(shí)間和所用時(shí)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、大小：、大小：4、單、單 位：位：m/sv =tS5、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的瞬時(shí)瞬時(shí)線速度方向沿圓線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的周上該點(diǎn)的切線方向切線方向。S是弧長并非位移是弧長并非位移當(dāng)當(dāng)t 趨近零時(shí)趨近零時(shí),弧長弧長S就等于物體的位移就等于物體的位移,式中式中的的v ,就是直線運(yùn)動中

3、學(xué)就是直線運(yùn)動中學(xué)過的瞬時(shí)速度過的瞬時(shí)速度.矢量矢量Stl比值法定義比值法定義.8任取兩段相等的時(shí)任取兩段相等的時(shí)間，比較圓弧長度間，比較圓弧長度勻速圓周運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動任意相等時(shí)間內(nèi)任意相等時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長度通過的圓弧長度相等相等物體沿著圓周運(yùn)動，并且物體沿著圓周運(yùn)動，并且線速度的大小處處相等。線速度的大小處處相等。.9v可見：盡管做勻速圓可見：盡管做勻速圓周運(yùn)動的物體在各個周運(yùn)動的物體在各個時(shí)刻的線速度大小相時(shí)刻的線速度大小相等，但等，但線速度的方向線速度的方向是不斷變化的是不斷變化的勻速圓周運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動！運(yùn)動！速率不變速率不變是線速度大小不變的運(yùn)動！是線速度大小不變的運(yùn)

4、動！vvo.10勻速圓周運(yùn)動是角速度不變的運(yùn)動！勻速圓周運(yùn)動是角速度不變的運(yùn)動！1、物理意義：、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。 2、定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑、定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過的角度過的角度和所用時(shí)間和所用時(shí)間tt的的比值比值叫做角速度。叫做角速度。3、公式：、公式：=t采用弧采用弧度制度制4、單、單 位：位：弧度弧度/秒秒 rad/s 或或 rad*s -1.11 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

5、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？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(yùn)動一周 23602RR2R半徑弧長qSS.12做勻速圓周運(yùn)動的物體，做勻速圓周運(yùn)動的物體，如果轉(zhuǎn)過一周所用的時(shí)間如果轉(zhuǎn)過一周所用的時(shí)間越少，那么就表示運(yùn)動得越少，那么就表示運(yùn)動得越快。越快。周期：周期：T表示運(yùn)動一周所用的時(shí)間表示運(yùn)動一周所用的時(shí)間勻速圓周運(yùn)動是周期不變的運(yùn)動！勻速圓周運(yùn)動是周期不變的運(yùn)動！.13周期的倒數(shù)叫頻率周期的倒數(shù)叫頻率表示一

6、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(yùn)轉(zhuǎn)得越快！頻率越高表明物體運(yùn)轉(zhuǎn)得越快！1fT.14單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速單位時(shí)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(yùn)動得越快！越大表明物體運(yùn)動得越快！.15描述圓周運(yùn)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(yùn)動的快慢描述物體做圓周運(yùn)動的快慢 物體運(yùn)動物體運(yùn)動一周所用一周所用的時(shí)間的時(shí)間TsHz或或s-1n = = f = =T1物體在單位物體在單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過時(shí)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(shí)間所轉(zhuǎn)過時(shí)間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)的圈數(shù)

7、勻速圓周運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動是 周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變的運(yùn)動！周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變的運(yùn)動！.161、做勻速圓周運(yùn)動的物體，線速度、做勻速圓周運(yùn)動的物體，線速度不變，不變， 時(shí)刻在變，線速度是時(shí)刻在變，線速度是 (恒量或變量恒量或變量),勻速圓周運(yùn)動的性質(zhì)是勻速圓周運(yùn)動的性質(zhì)是 , 勻速的含義是勻速的含義是 。 大小大小方向方向變量變量變速曲線運(yùn)動變速曲線運(yùn)動線速度的大小不變線速度的大小不變練習(xí)練習(xí).171.勻速圓周運(yùn)動中時(shí)刻改變的物理量是（勻速圓周運(yùn)動中時(shí)刻改變的物理量是（ ） A. 線速度線速度 B.角速度角速度 C.周期周期 D.半徑半徑2. （雙選）質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，則（雙選）質(zhì)點(diǎn)做勻

8、速圓周運(yùn)動，則（ ）A.在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)的位移都相等在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)的位移都相等B.在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)通過的路程都在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)通過的路程都相等相等C.在任何相等的時(shí)間里，連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的在任何相等的時(shí)間里，連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等D.在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的平均速在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的平均速度都相等度都相等ABC.18例與練例與練3 3、做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體,2s ,2s 內(nèi)沿半徑為內(nèi)沿半徑為10m10m的圓的圓周運(yùn)動周運(yùn)動, ,所對應(yīng)圓心角為所對應(yīng)圓心角為180180度，求：度，求：（1 1）

9、線速度）線速度 （2 2）角速度）角速度tsvsm /10100sm /10tqsrad /105srad /5 . 0.19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 r 的勻速圓周運(yùn)動：的勻速圓周運(yùn)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：=T2nfT222v =r.20思考ORROORRO.21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(yùn)動，在的勻速圓周運(yùn)動，在t內(nèi)通內(nèi)通過的弧長為過的弧長為S，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

10、由數(shù)學(xué)知識得S = rv = = =rtStrv =rS r.22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成正比成正比控制變量法控制變量法關(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)：當(dāng)當(dāng)r一定時(shí)，一定時(shí)，V與與成正比成正比.23 4.關(guān)于角速度和線速度，下列說法正確的是關(guān)于角速度和線速度，下列說法正確的是（ ） 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.半徑一定，角速度與線速度成正比半徑一定，角速度與線

11、速度成正比 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 D.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B.245、比較圖中、比較圖中A、B、C三點(diǎn)線速度的的大小關(guān)系三點(diǎn)線速度的的大小關(guān)系A(chǔ)BC CBAC CA、B、C三點(diǎn)的線速度大小相等三點(diǎn)的線速度大小相等練習(xí)練習(xí).251、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.26共軸轉(zhuǎn)動問題共軸轉(zhuǎn)動問題兩紅點(diǎn)處轉(zhuǎn)動角速度有什么關(guān)系？兩紅點(diǎn)處轉(zhuǎn)動角速

12、度有什么關(guān)系？.27ABC2、同軸轉(zhuǎn)動輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系同軸轉(zhuǎn)動輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系同軸轉(zhuǎn)動輪上各點(diǎn)的角速度相等同軸轉(zhuǎn)動輪上各點(diǎn)的角速度相等.28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.29小結(jié)1 1、圓周運(yùn)動的概念圓周運(yùn)動的概念3 3、勻速圓周運(yùn)動的特點(diǎn)及性質(zhì)勻速圓周運(yùn)動的特點(diǎn)及性質(zhì)2 2、描述圓周運(yùn)動的幾個物理量及其關(guān)系描述圓周運(yùn)動的幾個物理量及其關(guān)系4 4、兩個重要的結(jié)論兩個重要的結(jié)論v =T2r=T2v = rv =tl=tn = = f =

13、 =T1(1)、線速度大小不變、線速度大小不變,方向時(shí)刻變化方向時(shí)刻變化,是是變速變速運(yùn)動運(yùn)動(2)、速率、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變、速率、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變.30思考地球上的物體隨著地球一起饒地軸自轉(zhuǎn)。地球地球上的物體隨著地球一起饒地軸自轉(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.31例與練例與練1 1、關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動的速度，下列說法、關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)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

14、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(yùn)動速度大小（速率）不變，勻速圓周運(yùn)動速度大?。ㄋ俾剩┎蛔儯俣确较虿粩嘧兓?。速度方向不斷變化。.32例與練例與練2 2、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動的角速度和線速度，下列、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動的角速度和線速度，下列說法正確的是（）說法正確的是（）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

15、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 .33例與練例與練3 3、做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體,10s ,10s 內(nèi)沿半徑為內(nèi)沿半徑為20m20m的圓周運(yùn)動的弧長為的圓周運(yùn)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 /5 . 02Ts4.345 問題與練習(xí)參考解答：問題與練習(xí)參考解答：1.解：位于赤道和位于北京的兩個物體隨地球自轉(zhuǎn)做解：位于赤道和位于北京的兩個物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動的角速度相等，勻速圓周運(yùn)動的

16、角速度相等，都是都是=2/T=7.27105rad/s位于赤道的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓位于赤道的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動的線速度周運(yùn)動的線速度V1=R=465.28m/s位于北京的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速位于北京的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動的線速度圓周運(yùn)動的線速度V2=Rcos40=356.43m/s。2.解：分針的周期為解：分針的周期為T1=1h，時(shí)針的周期為，時(shí)針的周期為T2=12h（1）分針與時(shí)針的角速度之比為）分針與時(shí)針的角速度之比為 1：2=T2：T1=12：1（2）分針針尖與時(shí)針針尖的線速度之比為）分針針尖與時(shí)針針尖的線速度之比為 V1：V2=1r1：2r2=14.4：1.353

17、.答：答：（1）A、B兩點(diǎn)線速度相等，角速度與兩點(diǎn)線速度相等，角速度與 半徑成反比半徑成反比（2）A、C兩點(diǎn)角速度相等，線速度與兩點(diǎn)角速度相等，線速度與 半徑成正比半徑成正比（3）B、C兩點(diǎn)半徑相等，線速度與角兩點(diǎn)半徑相等，線速度與角 速度成正比速度成正比4.解：需要測量大、小齒輪及后輪的解：需要測量大、小齒輪及后輪的 半徑半徑r1、r2、r3。自行車前進(jìn)的速度大小自行車前進(jìn)的速度大小V=2r1r3/Tr25.解：磁盤轉(zhuǎn)動的周期為解：磁盤轉(zhuǎn)動的周期為T=0.2s（1）掃描每個扇區(qū)的時(shí)間）掃描每個扇區(qū)的時(shí)間t=T/18=1/90s（2）每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)為）每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)為512個，個，1s內(nèi)讀

18、取的字節(jié)數(shù)為內(nèi)讀取的字節(jié)數(shù)為 90512=46 080個。個。 .36例題分析例題分析例例7 7 abcd解：解： va= vC， .37問題與練習(xí)參考解答：問題與練習(xí)參考解答：1.答：答：A.甲、乙線速度相等時(shí)，利用甲、乙線速度相等時(shí)，利用an=v2/r，半徑小的向心加速度，半徑小的向心加速度 大。所以乙的向心加速度大；大。所以乙的向心加速度大；B. 甲、乙周期相等時(shí)，利用甲、乙周期相等時(shí)，利用 an=42r/T2，半徑小的向心加速，半徑小的向心加速 度大。所以乙的向心加速度大；度大。所以乙的向心加速度大；C. 甲、乙角速度相等時(shí)，利用甲、乙角速度相等時(shí)，利用an=v，線速度大的向心加速度，線速度大的向心加速度 大。所以乙的向心加速度?。淮?。所以乙的向心加速度??；D. 甲、乙線速度相等時(shí)，利用甲、乙線速度相等時(shí)，利用an= v，角速度大的向心加速，角速度大的向心加速 度大。由于在相等時(shí)間內(nèi)甲與圓心的連線掃過的角度比乙度大。由于在相等時(shí)間內(nèi)甲與圓心的連線掃過的角度比乙 大，所以甲的角速度大，甲的向心加速度大。大，所以甲的角速度大，甲的向心加速度大。2.解：月球公轉(zhuǎn)周期解：月球公轉(zhuǎn)周期 T=27.3243600s=2.