高中物理 第4章 第1节 匀速圆周运动快慢的描述课件1 鲁科必修2.ppt

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1、圆周运动特征：圆周运动特征：质点的轨迹是圆周质点的轨迹是圆周(圆弧圆弧)、具有周期性具有周期性转盘转盘水流星水流星地球仪地球仪圆锥摆圆锥摆2021/8/11 星期三1双双星星2021/8/11 星期三2一、定义一、定义对匀速圆周运动有什么认识对匀速圆周运动有什么认识？匀速圆周运动特征：匀速圆周运动特征：相等时间相等时间内通过的内通过的弧长相等弧长相等2021/8/11 星期三3圆周运动的位置如何确定？如何判断快慢？圆周运动的位置如何确定？如何判断快慢？时时钟钟弧长弧长转角转角相同时间相同时间内通过的内通过的弧长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：线速度描述快慢

2、的物理量：线速度、角速度角速度、周期周期、转速转速n2021/8/11 星期三41.线速度：质点在线速度：质点在t时间里走过的弧长时间里走过的弧长s与所用的时间与所用的时间t的比值。的比值。定义式：定义式：v=s/t,单位：单位：m/s方向：沿圆周该点的切线方向方向：沿圆周该点的切线方向t 取很小时线速度变为瞬时速度取很小时线速度变为瞬时速度线速度就是瞬时速度线速度就是瞬时速度.ABVAVBSt匀速圆周运动特点：匀速圆周运动特点：大小不变，方向时刻改变大小不变，方向时刻改变,故匀速圆周运动实质是一种故匀速圆周运动实质是一种变速变速曲线运动，曲线运动，“匀速匀速”是指速度的大小不变，是指速度的大

3、小不变，即即“匀速率匀速率”。2021/8/11 星期三52.2.角速度角速度:半径转过的角度半径转过的角度跟所用的时间跟所用的时间t t的比值的比值,用符号用符号表示表示.定义式定义式:=/t,/t,单位单位:rad/s:rad/s注注:角速度是矢量角速度是矢量,质点做匀速圆周质点做匀速圆周运动运动角速度是恒定不变角速度是恒定不变的的.弧度制：弧度弧度制：弧度=弧长弧长s/s/半径半径r r角度和弧度的转化：角度和弧度的转化：360360o o=2=29090o o=/2=/2tAB2021/8/11 星期三65.5.转速：一定时间内物体运动的圈转速：一定时间内物体运动的圈数，符号数，符号n

4、.n.单位单位:转每秒转每秒(r/s)(r/s)转每分转每分(r/min)(r/min)3.3.周期周期:做圆周运动的物体运动一周的时间做圆周运动的物体运动一周的时间,符号符号T.T.单位单位:秒秒(S)(S)4.4.频率频率:一秒内一秒内质点完成周期性运动的次质点完成周期性运动的次数数,符号符号f.f.单位单位:赫兹赫兹(Hz)(Hz)T T大运动得慢，大运动得慢，T T小运动得快小运动得快匀速圆周运动是周期不变的运动！匀速圆周运动是周期不变的运动！频率越高表明物体运转得越快！频率越高表明物体运转得越快！转速转速n越大表明物体运动得越快！越大表明物体运动得越快！2021/8/11 星期三7常

5、见传动从动装置常见传动从动装置皮带传动皮带传动齿轮传动齿轮传动cAB摩擦传动摩擦传动皮带传动，由于相等时间里转过的弧长皮带传动，由于相等时间里转过的弧长相等，所以线速度相等。相等，所以线速度相等。在同一转动轴上，物体由于相等时间里在同一转动轴上，物体由于相等时间里转过的角度相等，所以角速度相等。转过的角度相等，所以角速度相等。2021/8/11 星期三83 3、钟表钟表钟表钟表秒针、分针、时针的周期之比为多少？秒针、分针、时针的周期之比为多少？角速度之比为多少？角速度之比为多少？巩固练习巩固练习1.1.在匀速圆周运动中在匀速圆周运动中,保持不变的物理量是保持不变的物理量是()线速度速率角速度周

6、期线速度速率角速度周期2 2 2 2、如果钟表的指针都做匀速圆周运动，钟表上分、如果钟表的指针都做匀速圆周运动，钟表上分、如果钟表的指针都做匀速圆周运动，钟表上分、如果钟表的指针都做匀速圆周运动，钟表上分针的周期和角速度各多大？分针与秒针的角速度之针的周期和角速度各多大？分针与秒针的角速度之针的周期和角速度各多大？分针与秒针的角速度之针的周期和角速度各多大？分针与秒针的角速度之比为多少？比为多少？比为多少？比为多少？3600秒、秒、/1800(rad/s)、1：60.1：60:720720：12:1钟表钟表钟表钟表60/59分分追及类问题追及类问题追及类问题追及类问题例：机械手表中的分针与秒针

7、的运例：机械手表中的分针与秒针的运动可视为匀速转动，求分针与秒针动可视为匀速转动，求分针与秒针从第一次重合到第二次重合中间经从第一次重合到第二次重合中间经历的时间为多少？历的时间为多少？时时钟钟2021/8/11 星期三94 4 4 4、做匀速圆周运动的飞机，运动半径为、做匀速圆周运动的飞机，运动半径为、做匀速圆周运动的飞机，运动半径为、做匀速圆周运动的飞机，运动半径为4000m4000m4000m4000m，线速度为，线速度为，线速度为，线速度为80m/s80m/s80m/s80m/s，则周期为，则周期为，则周期为，则周期为_s_s_s_s，角速度，角速度，角速度，角速度为为为为_rad/s

8、_rad/s_rad/s_rad/s314 0.025 5 5 5、自行车匀速行驶中，车轮绕轴转动的转速为、自行车匀速行驶中，车轮绕轴转动的转速为、自行车匀速行驶中，车轮绕轴转动的转速为、自行车匀速行驶中，车轮绕轴转动的转速为120r/min120r/min120r/min120r/min，车轮的直径为，车轮的直径为，车轮的直径为，车轮的直径为0.70m0.70m0.70m0.70m求自行车行驶速求自行车行驶速求自行车行驶速求自行车行驶速度的大小？度的大小？度的大小？度的大小？1.4m/s.6 6 6 6、A A A A、B B B B两质点分别做匀速圆周运动，若在相等两质点分别做匀速圆周运动

9、，若在相等两质点分别做匀速圆周运动，若在相等两质点分别做匀速圆周运动，若在相等的时间内，它们通过的弧长之比的时间内，它们通过的弧长之比的时间内，它们通过的弧长之比的时间内，它们通过的弧长之比S S S SA A A ASSSSB B B B=32=32=32=32，而，而，而，而通过的圆心角之比通过的圆心角之比通过的圆心角之比通过的圆心角之比A A A AB B B B=23=23=23=23，则它们的周期，则它们的周期，则它们的周期，则它们的周期之比，角速度之比，线速度之比，轨道半径之比之比，角速度之比，线速度之比，轨道半径之比之比，角速度之比，线速度之比，轨道半径之比之比，角速度之比，线速

10、度之比，轨道半径之比各为多少？各为多少？各为多少？各为多少？知知知知2 2 2 2求任求任求任求任1 1 1 13：22 2 3 33 3 2 29：42021/8/11 星期三107 7 7 7、把地球看成一个球体，在地球表面赤道上有一点把地球看成一个球体，在地球表面赤道上有一点把地球看成一个球体，在地球表面赤道上有一点把地球看成一个球体，在地球表面赤道上有一点A A A A，求，求，求，求A A A A点的线速度？点的线速度？点的线速度？点的线速度？北纬北纬北纬北纬30303030o o o o有一点有一点有一点有一点B B B B，北纬，北纬，北纬，北纬60606060o o o o有一

11、点有一点有一点有一点C C C C，在地球自转时，在地球自转时，在地球自转时，在地球自转时，求求求求ABCABCABCABC三点角速度之比为多大？线速度之比为多大？三点角速度之比为多大？线速度之比为多大？三点角速度之比为多大？线速度之比为多大？三点角速度之比为多大？线速度之比为多大？AB600A A A A:B B B B=1:1:1=1:1:1=1:1:1=1:1:1V VA A:V:VB B:V:Vc c=cos0:cos30=cos0:cos30o o:cos60:cos60o ov=rv=rv=rv=r中因为中因为中因为中因为相同，相同，相同，相同，所以所以所以所以v v v v与与与

12、与r r r r成正比成正比成正比成正比R=6.410R=6.4106 6m mT=243600sT=243600sC300地球自转地球自转地球自转地球自转2021/8/11 星期三11o2BACA A:B B:C C=_=_v vA A:v:vB B:v:vC C=_=_r rA A:r:rB B:r:rC C=3:1:1=3:1:1o1o1BACo2o2BACo1A A:B B:C C=_=_v vA A:v:vB B:v:vC C=_=_r rA A:r:rB B:r:rC C=3:1:2=3:1:23:1:13:1:12:2:12:2:13:3:13:3:11:1:31:1:3传动装置

13、传动装置2021/8/11 星期三12等时问题等时问题1010、例例例例3 3 3 3 如图所示，直径为如图所示，直径为如图所示，直径为如图所示，直径为d d d d的纸筒，以角速度的纸筒，以角速度的纸筒，以角速度的纸筒，以角速度绕绕绕绕o o o o轴逆时针转动，一颗子弹沿直径水平穿过轴逆时针转动，一颗子弹沿直径水平穿过轴逆时针转动，一颗子弹沿直径水平穿过轴逆时针转动，一颗子弹沿直径水平穿过圆纸筒，先后留下圆纸筒，先后留下圆纸筒，先后留下圆纸筒，先后留下a a a a、b b b b两个弹孔，且两个弹孔，且两个弹孔，且两个弹孔，且oaoaoaoa、obobobob间的间的间的间的夹角为夹角为

14、夹角为夹角为，则子弹的速度为多少？，则子弹的速度为多少？，则子弹的速度为多少？，则子弹的速度为多少？v va ab bo oa ab bo o2021/8/11 星期三13t=(3/4+n)Tt=(3/4+n)Tv=Rv=Rv=Rv=Rv v0 0=0=0R RF=?F=?优化设计优化设计P89:P89:例例3 31m1m=15=15o o角速度角速度=v v0 0=?=?优化设计优化设计P91:10P91:10m m=3600r/min=3600r/min等时问题等时问题v=v=?h hoB B训练：如图，半径为训练：如图，半径为R R的水平圆板正在以的水平圆板正在以中心中心O O为轴匀速转

15、动，从圆板中心为轴匀速转动，从圆板中心O O点点正上方高为正上方高为h h处水平抛出一小球，此时处水平抛出一小球，此时OBOB恰好与初速度方向一致，要使球正恰好与初速度方向一致，要使球正好落在好落在B B点，则小球的初速度为多少？点，则小球的初速度为多少？圆板的角速度为多少？圆板的角速度为多少？R R2021/8/11 星期三14关系：关系：V=2r/TV=2r/T，=2/T=2/TV=rV=r，T=1/fT=1/f物理量物理量 大小大小方向方向物理意义物理意义1 线速度线速度vV=s/t沿圆弧的切线沿圆弧的切线方向方向表示质点沿表示质点沿圆弧运动的圆弧运动的快慢快慢2 角速度角速度=/t有有3 周期周期T标量标量4 频率频率f标量标量小结小结2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16