高中物理 第五章 曲線運(yùn)動 第4節(jié) 圓周運(yùn)動課件 新人教版必修2

1、5.4 圓周運(yùn)動圓周運(yùn)動 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)動軌跡是圓或圓弧的一部分運(yùn)動軌跡是圓或圓弧的一部分 的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動。的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動。 思考與討論思考與討論 比較三個比較三個 點(diǎn)在一段點(diǎn)在一段 時間內(nèi)通時間內(nèi)通 過的圓弧過的圓弧 的長短的長短 比較三個比較三個 點(diǎn)在一段點(diǎn)在一段 時間內(nèi)半時間內(nèi)半 徑轉(zhuǎn)過的徑轉(zhuǎn)過的 角度大小角度大小 比較三比較三 個點(diǎn)轉(zhuǎn)個點(diǎn)轉(zhuǎn) 過一圈過一圈 所用時所用時 間的多間的多 少少 比較三比較三 個點(diǎn)在個點(diǎn)在 一段時一段時 間內(nèi)轉(zhuǎn)間內(nèi)轉(zhuǎn) 過的圈過的圈 數(shù)數(shù) 思考：自行車輪胎上A,B,C三點(diǎn)的運(yùn)動快慢？ “線速度線速度”閱讀提綱閱讀提綱 1、線速

2、度的物理意義； 2、線速度的定義式； 3、線速度的方向； 4、什么是勻速圓周運(yùn)動； 5、勻速圓周運(yùn)動的“勻速”和勻速直線運(yùn) 動的“勻速”一樣嗎？ 1、物理意義：描述物體沿圓周運(yùn)動的快慢、物理意義：描述物體沿圓周運(yùn)動的快慢。 2、定義：物體做圓周運(yùn)動通、定義：物體做圓周運(yùn)動通 過的弧長過的弧長 s和所用時間和所用時間 t 的的 比值叫做線速度。比值叫做線速度。 3、大?。?、大?。?v = t s 4、單位：、單位：m/s s A B o s s是位移還是路程？ 線速度v是平均值還是瞬時值？ 注：s是弧長并非位移，是弧長并非位移，當(dāng)當(dāng)t 很小很小時（趨近零），弧長很小很小時（趨近零），弧長 s就等

3、于物體的位移就等于物體的位移l，式中的，式中的 v ，就是直線運(yùn)動中學(xué)過的瞬時，就是直線運(yùn)動中學(xué)過的瞬時 速度。速度。 5、方向：、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向質(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。沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。 6、矢量性：矢量、矢量性：矢量 l o v v v o 定義：定義：物體物體沿著圓周沿著圓周運(yùn)運(yùn) 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(yùn)動叫，這種運(yùn)動叫 做做勻速圓周運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動。 勻速圓周運(yùn)勻速圓周運(yùn) 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(yùn)動勻速圓周運(yùn)動 是一種變速曲線運(yùn)動是一種變

4、速曲線運(yùn)動 率 “角速度角速度”閱讀提綱閱讀提綱 1、角速度的物理意義； 2、角速度的定義式； 3、國際單位制中，角速度的單位。 1、物理意義：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動快慢。、物理意義：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動快慢。 2、定義：物體所在的半徑轉(zhuǎn)、定義：物體所在的半徑轉(zhuǎn) 過圓心角過圓心角和所用時間和所用時間tt的的 比值叫做角速度。比值叫做角速度。 3、大?。?、大小： = t 思考思考：角速角速 度的單位是什度的單位是什 么樣的呀？么樣的呀？ 角度制和弧度制角度制和弧度制 1、角度制：、角度制： 將圓周等分成將圓周等分成360等份，每一等份等份，每一等份 對應(yīng)的圓心角定義為對應(yīng)的圓心角定義為1度。度。 2、

5、弧度制：、弧度制： 圓心角圓心角的大小可以用弧長和半徑的的大小可以用弧長和半徑的 比值來描述比值來描述,這個比值是沒有單位的這個比值是沒有單位的, 為了描述問題的方便為了描述問題的方便,我們我們“給給”這這 個比值一個單位個比值一個單位,這就是這就是弧度（弧度（rad）. A B R o q q = = 半徑 弧長 = R s s 對于360周角，用弧度如何表示？ 弧度度 半徑 弧長 運(yùn)動一周 2360 2 R R2 q = = 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？ 4、角速度的單位、角速度的單位: 弧度弧度/ /秒秒 rad/s 2 分析：分析

6、：（2 2）質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動，如果在相等質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動，如果在相等 的時間里通過的弧度（圓心角）相同的時間里通過的弧度（圓心角）相同這這 種運(yùn)動也可以叫做勻速圓周運(yùn)動。種運(yùn)動也可以叫做勻速圓周運(yùn)動。 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 (當(dāng)當(dāng)n取單位取單位r/s時時成立）成立） 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) n r/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 的時間的時間 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) T f s Hz n = = f = = T 1 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)

7、速周期周期頻率頻率 頻率越高，頻率越高，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n越大越大表明物體運(yùn)轉(zhuǎn)得越快！表明物體運(yùn)轉(zhuǎn)得越快！ 周期越大表明物體運(yùn)動得越慢！周期越大表明物體運(yùn)動得越慢！ 是是周期不變的運(yùn)動！周期不變的運(yùn)動！ 是是角速度不變的運(yùn)動！角速度不變的運(yùn)動！勻速圓周運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動 是是頻率不變的運(yùn)動！頻率不變的運(yùn)動！ 是是轉(zhuǎn)速不變的運(yùn)動！轉(zhuǎn)速不變的運(yùn)動！ 是是線速度大小不變的運(yùn)動！線速度大小不變的運(yùn)動！ 但是方向時刻改變的曲線運(yùn)動但是方向時刻改變的曲線運(yùn)動 砂輪轉(zhuǎn)動時，砂輪上各個砂粒的線速度 是否相等？角速度是否相等？ 在圓周運(yùn)動中，線速度的大小等于在圓周運(yùn)動中，線速度的大小等于 角速度大小與半徑的乘積。角速度大

8、小與半徑的乘積。 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)知識得由數(shù)學(xué)知識得s= r 由于由于s= vt，=t 代入上式：代入上式： v = r s 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

9、理由 小結(jié)：小結(jié)： 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(yùn)動：的勻速圓周運(yùn)動： v = T 2r 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：= T 2 思考：自行車輪胎上A,B,C三點(diǎn)的運(yùn)動快慢？ 鐘表里的時針、分針、秒針的角速度之比為鐘表里的時針、分針、秒針的角速度之比為_ 若秒針長若秒針長0.2m，則它的針尖的線速度是，則它的針尖的線速度是_ 1:12:720 150 s m 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大小相等線速度大小相等 b b、齒輪傳動齒輪傳動線速度大小相等線速度大小相等 同一傳動各輪邊緣上線速度大小相同同一傳動各輪邊緣上線速度大小相同 兩個重要的結(jié)論兩個重要的結(jié)論 a b 同一轉(zhuǎn)盤上各點(diǎn)的角速度相同同一轉(zhuǎn)盤上各點(diǎn)的角速度相同 1、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 B C C B A C C A A、B B、C C三點(diǎn)的線速度大小相等三點(diǎn)的線速度大小相等 課堂練習(xí)課堂練習(xí) 小結(jié) 1 1、曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動、曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動 2 2、一個物體作勻速圓周運(yùn)動、一個物體作勻速圓周運(yùn)動, ,線速度不變線速度不變 3 3、一個物體作勻速圓周運(yùn)動、