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人教版高中物理必修二课件:5.4 圆周运动(共19张PPT)


一、认识圆周运动

什么是圆周运动

如果质点的运动轨迹是圆周,那么这一质 点的运动就叫做圆周运动。

怎样描述圆周运动的快慢?
思考与讨论1
自行车的大齿轮、小齿轮、 后轮是相互关联的三个转动部 分,行驶时,这三个轮子上各 点在做圆周运动。那么,哪些 点运动得更快些?也许它们运 动得一样快?
后轮 大齿轮

小齿轮

猜想一下:你可以提供哪些方法 ?
猜想1:通过确定质点单位时间通过的弧长,来 比较质点运动的快慢;

猜想2:通过确定质点与圆心的连线在单位时间 扫过的圆心角,来比较质点运动的快慢;
猜想3:通过确定质点运动一周所需的时间长短, 来比较质点运动的快慢。

“线速度” 阅读提 纲
? 线速度的物理意义;

?
?

线速度的定义;
线速度的定义式;

?
?

线速度的瞬时性;
线速度的方向;

?
?

什么是匀速圆周运动;
匀速圆周运动的“匀速”和匀速直线运动的 “匀速”一样吗?

1. 线速度
①物理意义:描述物体沿圆周运动的快慢。
②定义:质点做圆周运动通过的弧长?s 和所用 时间 ?t 的比值叫做线速度
?l

?s ③大小: v? ?t
单位:m/s

④瞬时性:当 ?t 足够小时(趋于
零),弧长?l 就等于位移 , v 就是 直线运动中学过的瞬时速度了。 ⑤方向:沿圆周该点的切线方向

⑥ 匀速圆周运动
定义:物体沿着圆周运动,且线速度的大小处处相 等,这种运动叫做匀速圆周运动。 特点:线速度的大小不变, 方向时刻改变 实质:匀速圆周运动是一种 变速曲线运动, “匀速”是 指线速度的大小不变,即 “匀速率”。

? 角速度的物理意义; ? 角速度的定义; ? 角速度的定义式;

“角速度” 阅读提 纲

? 国际单位制中,角速度的单位; ? 有人说,匀速圆周运动是线速
比较一下钟表 指针中点和端点线 度不变的运动,也是角速度不 速度的大小。

变的运动,这两种说法正确吗?

2. 角速度
①角速度的物理意义: 描述质点绕圆心转动的快慢。
②角速度的定义:圆周运动中,运动质点和圆心的连线 (半径)转过的角度??和所用时间?t 的比值叫做质点 运动的角速度 ③角速度的定义式:? ? ?? ④角速度单位:弧度/秒(rad/s ) ⑤匀速圆周运动是角速度不变的运动。
?t

3. 周期和转速
? 转速(n )
– 定义:单位时间内转过的圈数。
– 单位:转/秒,r/s或r/min

? 周期(T )
– 定义: 匀速圆周运动的物体运动一周所需的时间。
– 单位:秒,s

? 二者关系

1 n? T

思考与讨论2
砂轮转动时,砂轮上各个砂粒的线速度是否相 等?角速度是否相等? A B C

结论1 同一轮上各点的角速度相同

思考与讨论3 皮带传动、齿轮传动、链条传动中轮子边缘 上各点的线速度、角速度的关系如何?
C C

结论2 在皮带传动,链条传动、齿轮传动 的过程中,皮带上(链条)上各点以及两轮边 缘上各点的线速度大小相等。

二、探究线速度 、角速度 、周期间的关系
1、 v与w的关系:
AB弧长为?l , 对应的圆心角为 ??。

当??以弧度为单位时, ?? ? ?l / r ,即?l ? r?? 由于?l ? v?t , ?? ? w?t , 所以v ? rw 当物体做匀速圆周运动时,

2、v与T的关系:
3、w与T的关系:

2?r v? T 2? w? T

例题讲解1 ? 例1.做匀速圆周运动的物体,下面说法正确 的是 ( ) BCD
A.线速度不变 B.线速度的大小不变 C.角速度不变 D.周期不变

例题讲解3
例3.地球半径R=6.4×106m,分别位于北京(约北纬 40°)和赤道上的两物体随地球自转做匀速圆周运 动的角速度和线速度各是多大?

T ? 24h ? 86400 s 2? ?5 w? ? 7.27?10 rad / s T v wR ? 465 m/ s vA?? wR ? 465 m/ s

r

vB ? wr ? wR cos40? ? 358m / s

例题讲解2
例2:半径10cm的砂轮,每0.2秒转一周,砂轮旋转的

角速度多大?砂轮边沿一点的速度大小为多少? 解: 从题中知砂轮做匀速圆周运动 r=10cm=0.1m,T=0.2s 2? 2? ?? ? ? 10? rad/s T 0.2 2? 2? ? 0.10 v? ? ? ? m/s t 0 .2 答:砂轮旋转的角速度为10? rad/s, 砂轮边沿一点的速度大小为 ? m/s.

课堂小结
一、认识圆周运动 二、描述圆周运动的物理 量 1、线速度 ①物理意义: ②定义:做圆周运动的物 体通过的弧长 和所用时 间的比值 ③公式:v ? ?l ④矢量。
?t

2、角速度 ①物理意义: ②定义:做圆周运动的 物体的半径转过的角度 和所用时间的比值
③公式: ? ? ?? ?t ④单位:rad/s

3、v 、w 、T的关系

? ? 2? / T v ? 2?r / T

巩固练习
1、做匀速圆周运动的物体,线速度 大小 不变,

方向 时刻在变,线速度是 变量 (恒量或变量), 匀速圆周运动的性质是 变加速曲线运动 , 匀速的含义是 线速度的大小不变 。
2、某电钟上秒针、分针的长度比为2:1,求:

(1)秒针、分针尖端的线速度之比
(2)秒针、分针转动的角速度之比


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