技術(shù)物理上冊（第三版）4-1 質(zhì)點的勻速圓周運動學習課件

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質(zhì)點的勻速圓周運動現(xiàn)象與思考質(zhì)點的勻速圓周運動描述勻速圓周運動的物理量向心力現(xiàn)象與思考如圖，電風扇的風葉轉(zhuǎn)動時，各質(zhì)點做的是什么運動？可以用哪些物理量來描述它運動的快慢？電風扇一、質(zhì)點的勻速圓周運動

1．定義質(zhì)點沿圓周運動時，如果相等的時間通過的弧長都相等，質(zhì)點的這種運動，稱勻速圓周運動。如圖所示。質(zhì)點的勻速圓周運動二、描述勻速圓周運動的物理量

1．周期做勻速圓周運動的質(zhì)點轉(zhuǎn)一圈用的時間。如圖所示。周期用

T表示，單位是

s（秒）。

2．頻率質(zhì)點在1s內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。頻率的單位是赫茲（Hz）周期和頻率互為倒數(shù)，即勻速圓周運動

3．旋轉(zhuǎn)頻率（轉(zhuǎn)速）質(zhì)點在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，稱為旋轉(zhuǎn)頻率，又叫轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速用n表示，單位是轉(zhuǎn)每分（r/min),其國際單位為轉(zhuǎn)每秒（r/s)或每秒（s-1)。1r/s=1s-11r/s=60r/min

4．角速度如圖

4.1-1所示，質(zhì)點m對應的半徑在?t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過了圓心角。質(zhì)點在１s內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角稱為角速度，用表示。在SI

中，角速度的單位是弧度每秒（rad/s)。若質(zhì)點沿圓周轉(zhuǎn)一圈，則xmoR圖4.1-1角速度5．線速度

（1）定義做勻速圓周運動的質(zhì)點，其瞬時速度又稱線速度。質(zhì)點沿半徑為R的圓周做勻速圓周運動，如果它的周期是T

，則線速度為

（2）

線速度的方向v是矢量，其方向為質(zhì)點所在位置沿圓周的切線方向。例1

一個同學騎自行車做勻速直線運動。根據(jù)他的測量，車輪轉(zhuǎn)10圈用了6s，若車輪的半徑是28cm，求（1）車輪轉(zhuǎn)動的周期、頻率、轉(zhuǎn)速和角速度。（2）車輪邊緣上一點的線速度。（3）這個同學騎車前進的速度。解（1）當轉(zhuǎn)速以r/s為單位時，其數(shù)值與頻率相等，即

(3)車輪邊緣上的點轉(zhuǎn)一圈時，車前進一個圓周長，所以，車前進的速度為(2)三、向心力

1、定義做圓周運動的物體，受到的沿半徑指向圓心的力，稱向心力(圖4.1-2)·OvFFvFv圖4.1-2角速度2．向心力的大小與哪些因素有關(guān)如圖所示，使一小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，請觀察小球所需向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢?

結(jié)論向心力的大小，與物體的質(zhì)量、線速度和圓周半徑有關(guān)。與向心力的大小有關(guān)因素（視頻）3．向心力的大小如圖所示的實驗證明，向心力F的大小，與物體質(zhì)量m正比，與線速度v的二次方成正比，與圓周的半徑R成反比，即向心力演示器（視頻）或在SI單位中,F的單位為N，m的單位為kg，v的單位為m/s，ω

的單位為rad/s，R的單位為mGF向FN圖4.1-2(1)合力提供向心力，如火車在鐵路轉(zhuǎn)彎處的運動外軌略高于內(nèi)軌（圖4.1-2）。月球繞地球近似做勻速圓周運動（動畫）（2）地球引力提供向心力（如圖）（3）繩子的拉力（彈力）提供向心力（如圖）小球在光滑水平桌面上做勻速圓周運動（動畫）（4）摩擦力提供的向心力（如圖）圓盤上的物體隨圓盤一起做勻速圓周運動（動畫）FvO

4．向心力對物體的作用產(chǎn)生的向心加速度（1）定義

由向心力產(chǎn)生的加速度叫做向心加速度。（3）向心加速度的大小。an（2）方向

總是沿半徑指向圓心（圖4.1-3）圖4.1-3

例2一飛輪直徑為70cm，轉(zhuǎn)速為3000r/min，若輪邊緣上有一質(zhì)量為150g的螺釘，則作用在螺釘上的向心力有多大？解Rm=150g=0.15kg1s50r3000n-==min練習

1．勻速圓周運動的向心加速度的方向

，向心加速度大小描述線速度

變化的快慢。沿半徑指向圓心方向

2．為什么說勻速圓周運動是變速運動？答：因為線速度的方向在不斷發(fā)生變化。

3．人造地球衛(wèi)星繞地球的運動可以近似地看做勻速圓周運動，若衛(wèi)星距地面的高度是9×105