圆周运动基本概念说课讲解.ppt

这些物体的这些物体的运动轨迹运动轨迹(guj)有什有什么特点？么特点？第一页，共21页。5.4 5.4 圆周运动圆周运动第五章第五章 曲线运动曲线运动(q xin yn dn)(q xin yn dn)定义：在物理学中，把质点定义：在物理学中，把质点(zhdin)的运动轨迹是圆或圆弧的的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。一部分的运动叫做圆周运动。第二页，共21页。第三页，共21页。圆周运动的位置如何圆周运动的位置如何(rh)确定？如何确定？如何(rh)判断快慢？判断快慢？时时 钟钟弧长弧长转角转角(zhunjio)相同时间相同时间(shjin)内通内通过的弧长过的弧长相同时间相同时间内转过的内转过的角度角度探究探究描述快慢的物理量：描述快慢的物理量：线速度线速度、角速度角速度、周期周期、转速转速n第四页，共21页。二、描述二、描述(mio sh)圆周运动快慢的的圆周运动快慢的的物理量物理量1、物理、物理(wl)意义：描述质点沿圆周运动的快慢。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、定义：质点做圆周运动通过(tnggu)的弧长的弧长 s 和所用时间和所用时间 t 的比值叫做线速度。的比值叫做线速度。3、大小：、大小：4、单位：、单位：m/sv=ts5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上、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。该点的切线方向。s是弧长并非位移是弧长并非位移当当t 很小很小时（趋近很小很小时（趋近零），弧长零），弧长s就等于物就等于物体的位移，式中的体的位移，式中的v，就，就是直线运动中学过的瞬是直线运动中学过的瞬时速度。时速度。s第五页，共21页。6.6.匀速圆周运动匀速圆周运动(yndng)(yndng)物体沿着圆周运动，并且物体沿着圆周运动，并且(bngqi)(bngqi)线速度的线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。匀速圆周运匀速圆周运动动(yndng)中的中的“匀速匀速”指速度不指速度不变吗？变吗？注意：注意：“匀速匀速”圆周运动是一种变速曲线运动圆周运动是一种变速曲线运动速度方向时刻在变化速度方向时刻在变化率率第六页，共21页。二、描述二、描述(mio sh)圆周运动快慢的的圆周运动快慢的的物理量物理量1、物理、物理(wl)意义：描述质点转过圆心角的快意义：描述质点转过圆心角的快慢。慢。2、定义：质点所在的半径、定义：质点所在的半径(bnjng)转过圆心角转过圆心角和和所用时间所用时间t的比值叫做角速的比值叫做角速度。度。3、大小：、大小：=t 思考思考：角速度的单位角速度的单位是什么样的？是什么样的？采用弧采用弧度制度制第七页，共21页。角度角度(jiod)制和制和弧度制弧度制2、弧度、弧度(hd)制：制：sABro1、角度、角度(jiod)制：制：将圆周等分成将圆周等分成360等份，每一等份，每一等份对应的圆心角定义为等份对应的圆心角定义为1度。度。圆心角圆心角的大小可以用弧长和半径的的大小可以用弧长和半径的 比值来描述比值来描述,这个比值是没有单位的这个比值是没有单位的,为了描述问题的方便为了描述问题的方便,我们我们“给给”这个这个比值一个单位比值一个单位,这就是弧度（这就是弧度（rad）.第八页，共21页。练习：练习：1800对应对应(duyng)多少弧度？多少弧度？900对应对应(duyng)多少弧度？多少弧度？3、角速度的单位、角速度的单位(dnwi):弧度弧度/秒秒 rad/s说明说明(shumng)：匀速圆周运动是角速度不：匀速圆周运动是角速度不变的运动。变的运动。第九页，共21页。三、周期三、周期(zhuq)和频率和频率1 1）周期）周期(zhuq)(zhuq)（T T）：）：匀速圆周运动的物体运匀速圆周运动的物体运动一周所需的时间。动一周所需的时间。单位：秒（单位：秒（s s）2 2）频率（）频率（f f）：单位时间）：单位时间(shjin)(shjin)内完成匀速内完成匀速圆周运动的圈数圆周运动的圈数单位：赫兹（单位：赫兹（HzHz）或）或s-1s-13 3）二者关系：）二者关系：T=1/f T=1/f 或或Tf=1Tf=14 4）转速（）转速（n n）：）：单位时间内转过的圈数单位时间内转过的圈数单位：单位：转转/秒（秒（r/sr/s）同频率同频率同频率同频率二、描述圆周运动快慢的的物理量二、描述圆周运动快慢的的物理量第十页，共21页。三、描述三、描述(mio sh)圆周运动各物理量的圆周运动各物理量的关系关系（1）线速度和角速度的关系）线速度和角速度的关系(gun x)（2）线速度与周期、频率）线速度与周期、频率(pnl)的关系的关系（3）角速度与周期、频率的关系）角速度与周期、频率的关系理解理解 讨论：讨论：1 1）r r一定，一定，v v与与成正比成正比2 2）v v一定，一定，与与r r成反比成反比3 3）一定，一定，v v与与r r成正比成正比第十一页，共21页。常见常见(chn jin)传动从传动从动装置动装置皮带传动皮带传动(p di chun dn)齿轮齿轮(chln)传传动动cAB摩擦传动摩擦传动 皮带皮带（链条链条）传动、齿轮传动、传动、齿轮传动、摩擦摩擦传动传动中轮子上各点中轮子上各点A、B、C的线速度、角速度的关系的线速度、角速度的关系如何？如何？第十二页，共21页。结论结论 1.1.同一同一(tngy)(tngy)转轴上各点（转轴上各点（A,CA,C）角速度相同）角速度相同 2.2.通过皮带传动、外切咬合轮缘、一辆车前后轮通过皮带传动、外切咬合轮缘、一辆车前后轮边缘的各点（边缘的各点（A,BA,B）线速度大小相等。）线速度大小相等。CC 皮带（链条）传动、齿轮传动、摩擦皮带（链条）传动、齿轮传动、摩擦(mc)传动传动中轮子上各点中轮子上各点A、B、C的线速度、角速度的关系如何的线速度、角速度的关系如何？第十三页，共21页。例一：如图所示装置中，例一：如图所示装置中，A、B两点分别位于大、小两点分别位于大、小轮的边缘上，轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮半径是点位于大轮半径的中点，大轮半径是小轮的小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上 没有滑没有滑动。动。1）.请在装置的请在装置的A、B、C三个点中选择有关的两点，三个点中选择有关的两点，说明说明v=r之间三种变量关系。之间三种变量关系。a.一定一定(ydng)，v与与r成正比成正比b.v一定一定(ydng)，与与r成反比成反比c.r一定一定(ydng)，v与与成正比成正比2）.求出三点间线速度角速度的比值关系。求出三点间线速度角速度的比值关系。O1O2C ABB、CA、BA、C第十四页，共21页。自行车的大齿轮自行车的大齿轮(C点点)、小齿轮、小齿轮(B点点)、后轮、后轮(C点点)是相是相互关联的三个转动部分互关联的三个转动部分(b fen)，行驶时，这三个轮，行驶时，这三个轮子上各点子上各点速度速度“比较比较ABC1)B、C两点线速度相同两点线速度相同(xin tn)，且小于，且小于A点线速度。点线速度。2）A、B两点角速度相同两点角速度相同(xin tn)，且大于，且大于C点角速度。点角速度。第十五页，共21页。例题二：已知地球半径为例题二：已知地球半径为6400km，则地球自转过程中，则地球自转过程中，赤道上物体赤道上物体(wt)的线速度是多少？角速度是多少？北的线速度是多少？角速度是多少？北纬纬60上物体上物体(wt)的线速度是多少？角速度是多少？的线速度是多少？角速度是多少？ORRr解：解：第十六页，共21页。1.1.钟表里的时针、分针钟表里的时针、分针(fn zhn)(fn zhn)、秒针的、秒针的角速度之比为角速度之比为_若秒针长若秒针长0 02m2m，则它的针尖的线速度是，则它的针尖的线速度是_ _ 1:12:720 2.2.一电动机铭牌上标明其转子转速一电动机铭牌上标明其转子转速(zhun(zhun s)s)为为1440r/min,1440r/min,则可知转子匀速转动时则可知转子匀速转动时,周期为周期为_s,_s,角速度角速度_._.48 rd/s 第十七页，共21页。1 1、描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速、描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期和频率、转速度、周期和频率、转速,分别用符号分别用符号v v，T T，f f、n n 表示。表示。2 2、在匀速圆周运动中，角速度、周期、频率和、在匀速圆周运动中，角速度、周期、频率和转速均是不变的，线速度的大小不变、方向时转速均是不变的，线速度的大小不变、方向时刻改变刻改变(gibin)(gibin)。3 3、线速度、角速度和周期之间的关系、线速度、角速度和周期之间的关系 wrvTwTrv=pp22第十八页，共21页。实例(shl)探究一把雨伞，圆形伞面的半径为一把雨伞，圆形伞面的半径为r r，伞面边缘，伞面边缘(binyun)(binyun)距地面的高度为距地面的高度为h h，以角速度，以角速度旋转这把雨伞，问伞面边缘旋转这把雨伞，问伞面边缘(binyun)(binyun)上甩出去的水滴上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圆的半径落在水平地面上形成的圆的半径R R多大？多大？【解析】水滴从伞面边缘甩出去以后做平抛运动，水滴的水平速度为v0r.水滴在空中做平抛运动的时间为水滴做平抛运动的水平射程为如图所示为俯视图，表示水滴从a点甩离伞面，落在地面上的b点；O是转动轴（圆心），可见(kjin)水滴落在地面上形成的圆的半径为第十九页，共21页。线速度和角速度的关系线速度和角速度的关系(gun x)sABro第二十页，共21页。思考思考(sko)与讨论：与讨论：自行车的大齿轮自行车的大齿轮(C点点)、小齿轮、小齿轮(B点点)、后轮、后轮(A点点)是相互是相互关联关联(gunlin)的三个转动部分，行驶时，这三个轮子的三个转动部分，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？上各点在做圆周运动。那么，哪些点运动得更快些？CBA第二十一页，共21页。