高一物理圆周运动优秀课件ppt课件.ppt

曲线运动曲线运动匀速圆周运动匀速圆周运动 如摩天轮上游客的运动、针尖的运动、如摩天轮上游客的运动、针尖的运动、钟摆的运动、日出日落的运动、风扇扇叶钟摆的运动、日出日落的运动、风扇扇叶的运动、漂浮在水面的落叶随水波上下的的运动、漂浮在水面的落叶随水波上下的运动等。运动等。机械运动有很多类型，有一类运机械运动有很多类型，有一类运动是运动过程不断重复进行的。请举动是运动过程不断重复进行的。请举几个这样运动的例子。几个这样运动的例子。物体经过某一时间，其运动状态（位物体经过某一时间，其运动状态（位置、速度及加速度）完全重复的运动。置、速度及加速度）完全重复的运动。周期运动：周期运动：物体运动完全重复一次的时间叫物体运动完全重复一次的时间叫周期周期。例如秒针针尖的运动就是周期运动，其周期为例如秒针针尖的运动就是周期运动，其周期为6060秒。秒。请大家举几个周期运动的例子。请大家举几个周期运动的例子。在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分在物理学中，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。的运动叫做圆周运动。思考与讨论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？动。哪些点运动得更快些？思考两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？比较物体比较物体在一段时在一段时间内通过间内通过的圆弧的的圆弧的长短长短比较物体比较物体在一段时在一段时间内半径间内半径转过的角转过的角度大小度大小比较物比较物体转过体转过一圈所一圈所用时间用时间的多少的多少比较物比较物体在一体在一段时间段时间内转过内转过的圈数的圈数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、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、定义：质点做圆周运动通过的弧长过的弧长 l 和所用时间和所用时间 t 的的比值叫做线速度。比值叫做线速度。3、大小：、大小：4、单位：、单位：m/sv=tl5、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。l是弧长并非位移是弧长并非位移当当t 很小很小时（趋很小很小时（趋近零），弧长近零），弧长l 就等就等于物体的位移，式中于物体的位移，式中的的v，就是直线运动中，就是直线运动中学过的瞬时速度。学过的瞬时速度。矢量矢量lvvvo匀速圆周运动定义：物体沿着圆周运定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。做匀速圆周运动。率率匀速圆周运匀速圆周运动中的动中的“匀匀速速”指速度指速度不变吗？不变吗？如果质点作匀速圆周运动，质点一定要受到一如果质点作匀速圆周运动，质点一定要受到一个始终指向圆心的力作用。（这个力叫做向心个始终指向圆心的力作用。（这个力叫做向心力，是根据力的效果命名的）力，是根据力的效果命名的）这个向心力不断改变质点运动方向，这个向心力不断改变质点运动方向，并且始终沿着半径指向圆心。并且始终沿着半径指向圆心。匀速圆周运动是变速运动，匀速圆周运动是变速运动，质点做匀速圆周运动时，质点做匀速圆周运动时，合外力指向圆心。合外力指向圆心。F F物体为什么能做匀圆周运动？物体为什么能做匀圆周运动？速速vvvo匀速圆周运动定义：物体沿着圆周运定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。做匀速圆周运动。率率匀速圆周运匀速圆周运动中的动中的“匀匀速速”指速度指速度不变吗？不变吗？注意：注意：匀速圆周运动是一匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动种变加速曲线运动加速度方向在变化加速度方向在变化曲线运动曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动。曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动。做曲线运动的物体，其速度方向就是物体所在曲做曲线运动的物体，其速度方向就是物体所在曲线位置的切线方向。线位置的切线方向。物体做曲线运动的条件：物体受到的合外力方向物体做曲线运动的条件：物体受到的合外力方向与物体运动方向不在一条直线上。与物体运动方向不在一条直线上。描述圆周运动快慢的物理量1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。2、定义：质点所在的半径转、定义：质点所在的半径转过圆心角过圆心角和所用时间和所用时间tt的的比值叫做角速度。比值叫做角速度。3、大小：、大小：4、单位：、单位：rad/s=t 采用弧采用弧度制度制说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。描述圆周运动快慢的物理量定义定义符号符号单位单位物理物理意义意义关系关系物体在单位物体在单位时间所转过时间所转过的圈数的圈数nr/s或或r/min描述物体做圆周运动的快慢描述物体做圆周运动的快慢 物体运动物体运动一周所用一周所用的时间的时间物体在单位物体在单位时间所转过时间所转过的圈数的圈数TfsHz或或s-1n=f=T1转速转速周期周期频率频率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！描述匀速圆周运动快慢的物理量描述匀速圆周运动快慢的物理量1 1、线速度、线速度单位单位:m/s:m/s线速度是矢量，它既有大小，也有方向线速度是矢量，它既有大小，也有方向2 2、角速度、角速度单位单位:rad/s:rad/s3、转速：n单位：转单位：转/秒秒 (r/s)(r/s)或或 转转/分分 (r/min)(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！匀速圆周运动是角速度不变的运动！1、做匀速圆周运动的物体，线速度、做匀速圆周运动的物体，线速度不变，不变，时刻在变，线速度是时刻在变，线速度是 (恒量或变量恒量或变量),匀速圆周运动的性质是匀速圆周运动的性质是 ,匀速的含义是匀速的含义是 。大小大小方向方向变量变量变速曲线运动变速曲线运动线速度的大小不变线速度的大小不变小试身手小试身手思考线速度、角速度与周期的关系？线速度、角速度与周期的关系？设物体做半径为设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：的匀速圆周运动：v=T2r线速度与周期的关系：线速度与周期的关系：角速度与周期的关系：角速度与周期的关系：=T2思考线速度与角速度的关系？线速度与角速度的关系？设物体做半径为设物体做半径为r的匀速圆周运动，在的匀速圆周运动，在t内通内通过的弧长为过的弧长为l，半径转过的角度为，半径转过的角度为由数学知识得由数学知识得l=rv=rtltrv=rl r当当V一定时，一定时，与与r成反比成反比当当一定时，一定时，V与与r成正比成正比当当r一定时，一定时，V与与成正比成正比关于关于r的讨论：的讨论：根据上面的公式，得出速度与角速度根据上面的公式，得出速度与角速度成正比，成正比，你同意这种说法吗？请说出你的理由你同意这种说法吗？请说出你的理由小结：小结：钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_若秒针长若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是，则它的针尖的线速度是_ 1:12:720/150m/sp某钟表上秒针、分针的长度比为某钟表上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 1：2，求：，求：A：秒针、分针转动的角速度之比是：秒针、分针转动的角速度之比是_ B：秒针、分针尖端的线速度之比是：秒针、分针尖端的线速度之比是_30：160：1自行车车轮每分钟转自行车车轮每分钟转120120周周,车轮半径为车轮半径为35cm,35cm,则自行车则自行车前进的速度多大前进的速度多大?一电动机铭牌上标明其转子转速为一电动机铭牌上标明其转子转速为1440r/min,1440r/min,则可知则可知转子匀速转动时转子匀速转动时,周期为周期为_s,_s,角速度角速度_（1）叫周期叫周期,用用 字母表示字母表示,单位是位是 .（2）叫叫频率率,用用 字母表示字母表示,单位是位是 .（3）叫叫转速速,用用 字母表示字母表示,单位是位是 .1、周期、周期、频率和率和转速速做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,沿圆周运动一沿圆周运动一周所用的时间周所用的时间TS做匀速圆周运动的物体在做匀速圆周运动的物体在1S内完成内完成圆周运动的周数圆周运动的周数fHZ转动的物体在单位时间内转过的周数转动的物体在单位时间内转过的周数nr/s（4 4）线速度、角速度、周期之间的关系）线速度、角速度、周期之间的关系一物体做半径为一物体做半径为R的匀速圆周运动的匀速圆周运动1）它运动一周所用的时间叫）它运动一周所用的时间叫 ，用，用T表示。它在周期表示。它在周期T内转内转过的弧长为过的弧长为 ，由此可知它的线速度为，由此可知它的线速度为 。2）一个周期）一个周期T内转过的角度为内转过的角度为 ，物体的角速度为，物体的角速度为 。1 1、定性关系、定性关系 描述匀速圆周运动快慢的物理量有描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度线速度、角角速度速度、周期周期和和频率、转速频率、转速,分别用符号分别用符号v v，T T，f f、n n 表示。线速度、角速度越大，周期越小，频率、表示。线速度、角速度越大，周期越小，频率、转速越高，表明运动得越快。在匀速圆周运动中，转速越高，表明运动得越快。在匀速圆周运动中，角速度、周期和频率均是不变的，线速度的大小不角速度、周期和频率均是不变的，线速度的大小不变、方向时刻改变。变、方向时刻改变。V V、T T的关系的关系周期周期2R2R/T22/T2 2、数量关系、数量关系讨论：讨论：1）当）当v一定时一定时,与与R成反比成反比 2）当）当 一定时，一定时，v与与R成正比成正比 3）当）当R一定时，一定时，v与与 成正比成正比T=1/f1）传动装置线速度的关系传动装置线速度的关系a、皮带传动皮带传动线速度相等线速度相等b、齿轮传动线速度相等、齿轮传动线速度相等同一传动各轮边缘上线速度相同同一传动各轮边缘上线速度相同两个重要的结论两个重要的结论ABC2）同一轮上各点的角速度关系）同一轮上各点的角速度关系同一轮上各点的角速度相同同一轮上各点的角速度相同对自行车三轮转动的描述对自行车三轮转动的描述CBA(1)A、B的线速度相同的线速度相同(2)B、C的角速度相同的角速度相同(3)B、C比比A角速度小角速度小(4)C比比A、B线速度小线速度小1、比较图中、比较图中A、B、C三点线速度的的大小关系三点线速度的的大小关系ABC CBAC CA A、B B、C C三点的线速度大小相等三点的线速度大小相等课堂练习课堂练习思考地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗上不同纬度的物体的周期一样吗?角速度一样角速度一样吗吗?线速度大小一样吗线速度大小一样吗?ORROORRO地球半径地球半径R=6.4106m，地球赤道上的物体，地球赤道上的物体A A随地球自转的周期、角速度和线速度各是随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？若多大？若OBOB与与OAOA成成30300 0则则B B物体的物体的周期、角周期、角速度和线速度各是多大？速度和线速度各是多大？思考练习思考练习四自行车传动类实例 角速度与线速度的关系如图所示，为自行车链条的传动装置，如图所示，为自行车链条的传动装置，A、B、C分别是踏脚板、大轮与小轮边缘上的一点，踏分别是踏脚板、大轮与小轮边缘上的一点，踏脚板、大轮与小轮的半径之比为脚板、大轮与小轮的半径之比为3:2:1，则，则A、B、C三点的线速度之比三点的线速度之比vA:vB:vC_，角，角速度之比速度之比A:B B:C C_ _。3:2:21:1:2二角速度与线速度的关系如图所示的传动装置中，已知大轮A的半径是小轮B半径的3倍A、B分别在边缘接触，形成摩擦转动，接触点无打滑现象，B为主动轮，B转动时边缘的线速度为v，角速度为试求：(1)两轮转动周期之比；(2)A轮边缘的线速度；(3)A轮的角速度二角速度与线速度的关系A、B两轮边缘的线速度一致，vA=vB解：vA=vTA:TB=3:1巩固训练巩固训练1、做匀速圆周运动的物体线速度的、做匀速圆周运动的物体线速度的 不变，不变，时时刻在变，所以线速度是刻在变，所以线速度是 （填恒量或变量），所以（填恒量或变量），所以匀速圆周运动中，匀速的含义是匀速圆周运动中，匀速的含义是 。2、对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是一定的？、对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是一定的？3、某电钟上秒针、分针的长度比为、某电钟上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 1：2，求：，求：A：秒针、分针尖端的线速度之比是：秒针、分针尖端的线速度之比是_ B：秒针、分针转动的角速度之比是：秒针、分针转动的角速度之比是_周期、角速度周期、角速度、频率、转速、频率、转速大小大小方向方向变量变量线速度的大小不变线速度的大小不变30：160：1