第四节圆周运动PPT

第四节:圆周运动教学目标：1、知道什么是匀速圆周运动2、理解什么是线速度、角速度和周期3、理解线速度、角速度和周期之间的关系生活中做圆周运动的物体地球公转地球围绕太阳转1.定义：在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动一.圆周运动思考与讨论自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些？行星和自行车，哪个运动得更快？我们应该如何比较它们运动的快慢呢？电风扇选用不同的档位时，叶片转动的快慢不同，但都是圆周运动。那如何来描述圆周运动的快慢呢？你能想出描述的方法吗？实例分析思考两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？比较两个物体在同一段时间内通过的圆弧的长短比较两个物体在同一段时间内半径转过的角度比较两个物体转过一圈所用的时间比较两个物体在同一段时间内转过的圈数当Δt很小很小时（趋近零），弧长Δl就等于物体的位移，式中的v，就是直线运动中学过的瞬时速度。描述圆周运动快慢的物理量1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。2、定义：质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值叫做线速度的大小。3、大小：4、单位：m/sv=ΔtΔl5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。Δl是弧长并非位移矢量∆l∆t二.线速度6、矢量三.匀速圆周运动1.定义:质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。或:物体作圆周运动时,线速度的大小处处相等2.说明:匀速指速率不变!但仍是变速运动!线速度的方向时刻在变化!v可见：尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化的匀速圆周运动是变速运动！速率不变是线速度大小不变的运动！vvo1、物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。2、定义：质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。3、大小：4、单位：rad/s(弧度/秒)ω=ΔtΔθΔθΔθ采用弧度制说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。四.角速度rad(弧度)=弧长/半径1rad(弧度)=弧长等于半径所对的圆心角)圆周角360º对应2rad1.周期做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。定义:表示运动一周所用的时间T匀速圆周运动是周期不变的运动！五.周期和频率单位:s2.频率:周期T的倒数叫频率f表示一秒内转过的圈数频率：频率越高表明物体运转得越快！1fT3.转速:单位时间内转过的圈数叫转速(n)转速n越大表明物体运动得越快！n=f=T1关系:单位:赫兹(Hz-s-1)单位:转/秒(r/s)描述圆周运动快慢的物理量定义符号单位物理意义关系物体在单位时间所转过的圈数nr/s或r/min描述转动物体做圆周运动的快慢物体运动一周所用的时间物体在单位时间所转过的圈数TfsHz或s-1n=f=T1转速周期频率频率越高表明物体运转得越快！转速n越大表明物体运动得越快！小结:描述圆周运动快慢的物理量1、线速度单位:m/s线速度是矢量，它既有大小，也有方向2、角速度单位:rad/s3、转速：n单位：转/秒(r/s)或转/分(r/min)4、周期:T单位:s5、频率:f单位：Hz或s-1匀速圆周运动是周期不变的运动！匀速圆周运动是角速度不变的运动！匀速圆周运动是线速度大小不变的运动！匀速圆周运动是频率不变的运动！匀速圆周运动是转速不变的运动！五.线速度、角速度、周期、频率、转速之间的关系设物体做半径为r的匀速圆周运动：v=T2πr1.线速度v与周期T的关系：2.角速度ω与周期T的关系：ω=T2π3.周期T与频率f的关系：T=f14.周期T、频率f、转速n的关系：f=nω=2πnnfT222思考设物体做半径为r的匀速圆周运动，在Δt内通过的弧长为Δl，半径转过的角度为Δθ由数学知识得Δl=rΔθv===rωΔtΔlΔtrΔθv=rω∆lΔθr5.线速度与角速度的关系小结:线速度、角速度、周期间的关系：Trv2T2rvnfT222实例分析:传动、从动装置的线、角速度关系1、皮带传动2、齿轮传动3、同轴上的转动－边缘线速度大小相等－线速度相等－角速度相等前提:皮带不打滑!•例1、物体做匀速圆周运动时，下列哪些量不变()A、速率B、速度•C、角速度D、周期例题分析ACD2、对做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是：（）A、相等的时间里通过的路程相等B、相等的时间里通过的弧长相等C、相等的时间里发生的位移相同D、相等的时间里转过的角度相等E、相等的时间里平均速度相同ABD注意:位移、平均速度都是矢量！3.对自行车三轮转动的描述CBA(1)A、B的线速度大小相同(2)B、C的角速度相同(3)B比A角速度大(4)C比B线速度大4.地球半径R=6.4×106m，地球赤道上的物体A随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？若OB与OA成30º，则A、B物体的周期、角速度和线速度各是多大？练习(1)周期相同：T=24h(2)角速度相同：rad/s1027.786400225T(3)线速度不同：vB=ωrB=ωRcos30º≈403m/svA=ωrA=ωR≈465m/s(赤道上）例5、某电钟上秒针、分针的长度比为1：2，分针、时针的长度比为1:1,求：(1)秒针、分针转动的角速度之比是_______(2)秒针、分针尖端的线速度之比是_______(3)秒针、时针转动的角速度之比是______(4)分针、时针尖端的线速度之比是______30:160:1720:112:1思考线速度、角速度与周期的关系？设物体做半径为r的匀速圆周运动：v=T2πr线速度与周期的关系：角速度与周期的关系：ω=T2πnfT222v=ωrv=ΔtΔlω=ΔtΔθ小结1、圆周运动的概念3、匀速圆周运动的特点及性质2、描述圆周运动的几个物理量及其关系4、两个重要的结论v=T2πrω=T2πv=rωv=ΔtΔlω=ΔtΔθn=f=T1(1)、线速度大小不变,方向时刻变化,是变速运动(2)、速率、角速度、周期、频率、转速都不变本节小结:（1）线速度的物理意义（2）线速度的定义（3）线速度的定义式（4）线速度的瞬时性描述质点沿圆周运动的快慢质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值叫做线速度。（比值定义法）大小：v=∆l/∆t单位：m/s（Δl是弧长，非位移）当选取的时间Δt很小很小时（趋近零），弧长Δl就等于物体在t时刻的位移，定义式中的v，就是直线运动中学过的瞬时速度了。线速度小结t∆t∆lAB