高中物理課件：圓周運(yùn)動(dòng)

1、第五章 曲線運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)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分的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)。思考與討論（P13）自行車的大齒輪，小齒輪，后輪上的質(zhì)點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng)。哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些？思考兩物體均做圓周運(yùn)動(dòng)，怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？比較物體在一段時(shí)間內(nèi)通過的圓弧的長短比較物體在一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度大小比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時(shí)間的多少比較物體在一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)線速度角速度周期轉(zhuǎn)速線速度描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量1、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)通過的弧長 l 和所用時(shí)間 t 的比值叫做線速度。3、大小：線速度4、單位：m/sv =tl5、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速

2、度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。l是弧長并非位移當(dāng)t 很小很小時(shí)（趨近零），弧長l 就等于物體的位移，式中的v ，就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過的瞬時(shí)速度。矢量lvvvvvo勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義：物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。率勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”指速度不變嗎？注意：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速曲線運(yùn)動(dòng)加速度方向在變化返回角速度描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量1、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過圓心角的快慢。 2、定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過圓心角和所用時(shí)間t的比值叫做角速度。3、大?。航撬俣?、單位：rad/s=t采用弧度制說明：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。返回5、方向：順時(shí)針或逆時(shí)針矢

3、量轉(zhuǎn)速、周期、頻率描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量定義符號(hào)單位物理意義關(guān)系物體在單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)nr/s或r/min描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢 物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間物體在1S內(nèi)所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)TfsHz或s -1n = f =T1返回轉(zhuǎn)速周期頻率頻率越高表明物體運(yùn)轉(zhuǎn)得越快！轉(zhuǎn)速n越大表明物體運(yùn)動(dòng)得越快！1、線速度單位:m/s線速度是矢量，它既有大小，也有方向2、角速度單位:rad/s3、轉(zhuǎn)速：n單位：轉(zhuǎn)/秒(r/s)或轉(zhuǎn)/分(r/min)4、周期:T 單位:s5、頻率:f 單位：Hz或s -1描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量v =tl1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，線速度 不變， 時(shí)刻在變，線速度是 (恒量或變

4、量),勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) ,勻速的含義是 。 大小方向變量變速曲線運(yùn)動(dòng)線速度的大小不變2、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，角速度的大小 （不變或變化），角速度的方向 （不變或變化）。所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度 （不變或變化）的運(yùn)動(dòng)。不變不變不變公式總結(jié)思考線速度、角速度與周期的關(guān)系？設(shè)物體做半徑為 r 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：線速度與周期的關(guān)系：角速度與周期的關(guān)系：=T2v =T2r線速度與角速度的關(guān)系？設(shè)物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在t內(nèi)通過的弧長為l ，半徑轉(zhuǎn)過的角度為由數(shù)學(xué)知識(shí)得l = rv = = = rtltrv = rlr1）傳動(dòng)裝置線速度的關(guān)系a、皮帶傳動(dòng)線速度相等b、齒輪傳動(dòng)線速度相等當(dāng)V一定時(shí)

5、，與r成反比當(dāng)一定時(shí)，V與r成正比當(dāng)r一定時(shí)，V與成正比推論：根據(jù)公式r，可得出速度與角速度成正比嗎？小結(jié)：2）同一輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系某時(shí)鐘上秒針、分針的長度比為r1 ：r2 1：2，求：A：秒針、分針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比是_B：秒針、分針尖端的線速度之比是_30：160：1對(duì)自行車三輪轉(zhuǎn)動(dòng)的描述CBA(1)A、B的線速度相同(2)B、C的角速度相同A、B、C三點(diǎn)的線速度和角速度有什么關(guān)系？地球半徑R=6.4106m，地球赤道上的物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期、角速度和線速度各是多大？若OB與OA成300則B物體的周期、角速度和線速度各是多大？課后練習(xí)一個(gè)大輪通過皮帶帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶和兩輪之間無滑動(dòng)，

6、大輪半徑是小輪半徑的3倍，大輪上一點(diǎn)S離轉(zhuǎn)軸O1的距離是半徑的1/3，大輪邊緣上一點(diǎn)P,小輪邊緣上一點(diǎn)Q，則vQ:vP=_,vP:vs=_;vQ:vS=_ P:S=_, Q:P=_; Q:s=_ 鞏固練習(xí)o1o2SPQ重要結(jié)論：同一轉(zhuǎn)盤上各點(diǎn)的角速度相等同一皮帶輪緣上各點(diǎn)的線速度相等生活中的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)回顧物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力有何共同點(diǎn)物體要受到指向圓心的向心力向心力的特點(diǎn)方向：總是指向圓心大?。悍治鲎鰣A周運(yùn)動(dòng)的物體受力情況OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg“供需”平衡 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)提供物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的力向心力公式的理解=從“供” “

7、需”兩方面研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體F合火車車輪介紹一、鐵路的彎道例若火車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎半徑為r，要求軌道對(duì)輪緣無擠壓作用，此時(shí)軌道傾角為 ，請(qǐng)問火車的速度為多大？當(dāng)v=v0時(shí)：當(dāng)vv0時(shí)：當(dāng)vG，即橋?qū)嚨闹С至Υ笥谄渌苤亓?，處于超重狀態(tài)。2、汽車過凹橋時(shí)，在最低點(diǎn)時(shí)，凹橋?qū)嚨闹С至υ鯓樱慷?、拱形?1、汽車靜止在橋上與通過橋時(shí)的狀態(tài)是否相同？vGFN FNmr2Fmr2F=02、合外力與向心力的關(guān)系“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動(dòng)3、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止（1）離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用甩干雨傘上的水滴鏈球運(yùn)動(dòng)在田徑比賽中，鏈球項(xiàng)目就是得用離心現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)投擲的。鏈球的投擲是通過預(yù)擺和旋轉(zhuǎn)來完成的，運(yùn)

8、動(dòng)員手持鏈球鏈條的一端，在鏈球高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，突然松手，拉力消失，鏈就沿切線方向飛出去。在雨天，我們可以通過旋轉(zhuǎn)雨傘的方法甩干雨傘上的水滴，旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)快到一定的程度時(shí)，水滴和雨傘之間的附著力滿足不了水滴做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，水滴就會(huì)做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)而被甩出去。 把濕布?jí)K放在離心干燥器的金屬網(wǎng)籠里，網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體的附著力 F足以提供所需要的向心力，使水滴做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)的比較快時(shí)，附著力 F 不足以提供所需要的向心力，于是水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。洗衣機(jī)的脫水筒也是利用離心運(yùn)動(dòng)把濕衣服甩干的。 離心干燥器oFmr2F（2）離心運(yùn)動(dòng)的防止：在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)

9、彎時(shí)fmax 時(shí),桿子對(duì)小球是拉力.當(dāng)速度V 時(shí),桿子對(duì)小球是支持力.當(dāng)速度V= 時(shí),桿子對(duì)小球無作用力.mgNF如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)圓半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓軌則其通過最高點(diǎn)時(shí)（ ）A小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB小球受到的向心力等于重力 C小球的線速度大小等于 D小球的向心加速度大小等于gBCD如圖所示，質(zhì)量可以不計(jì)的細(xì)桿的一端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng).讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，小球通過最高點(diǎn)時(shí)的線速度大小為v.下列說法中正確的是( )A.v不能小于B.v時(shí)，小球與細(xì)桿之間無彈力作用時(shí)

10、，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v增大而增大時(shí)，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v減小而增大C.v大于D.v小于BCD 繩桿圓管 m的受力情況 最高點(diǎn)A的速度 最低點(diǎn)B的速度AOmBL重力、繩的拉力AOmBL重力、桿的拉力或支持力AOmBR重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力小結(jié)：豎直平面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng)例、如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用長為L的細(xì)繩，懸于光滑斜面上的0點(diǎn)，小球在這個(gè)傾角為的光滑斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速率分別是vl和v2，則繩在這兩個(gè)位置時(shí)的張力大小分別是多大?鞏固應(yīng)用T1mgsinmgsinT2T1mgsinmv12/LT1mv12/L- mgsinT2-mgsinmv22/LT2mgsin+mv22/L勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題