高中物理人教版必修2课件第5章 4圆周运动

高中物理人教版必修2课件第5章 4圆周运动

4．圆周运动 1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间内通过的_______相等，这种运动就叫做匀速圆周运动．弧长2．线速度：弧长时间(1)定义：质点做圆周运动所通过的_______和所用_______的比值叫做线速度．(2)大小：v＝________，单位是m/s.(3)方向：在圆周各点的____________上．切线方向ΔsΔt (4)“匀速圆周运动”中的“匀速”指的是速度的大小不变，即速率不变；而“匀速直线运动”中的“匀速”指的是速度的大小和方向都不变，两者并不相同．3．角速度：角度时间(1)定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径所转过的________跟所用________的比值，就是质点运动的角速度．(2)定义式：ω＝________.(3)角速度的单位：________.rad/sΔθΔt ωr4．线速度、角速度与周期的关系：v＝______＝_______.5．(双选)甲、乙两物体分别放在广州和北京，它们随地球一起转动时，下列说法正确的是()BDA．甲的线速度大，乙的角速度小B．甲的线速度大于乙的线速度C．甲和乙的线速度相等D．甲和乙的角速度相等2πrT 知识点描述圆周运动的物理量宇宙中有各种各样的运动，其中星系和天体最常见的运动就是圆周运动，如图5－4－1甲所示．圆周运动不仅在宇宙中很普遍，在我们的日常生活中也很常见，比如电风扇的转动、车轮的转动、风力发电机的转动(如图乙所示)等．经过前面的学习，我们可以用速度、位移、加速度等来描述直线运动和一般的曲线运动，那么圆周运动又可以用哪些物理量来描述呢？ 图5－4－1讨论：(1)如果质点的运动轨迹是圆，那么这一质点的运动叫做________运动．圆周 (2)我们可以用__________、__________和向心加速度(下一节学习)来描述圆周运动．前面两个量的定义式分别是v＝________、ω＝________.(3)质点沿圆周运动，如果在相等的时间内通过的________相等，那么这种运动就叫做匀速圆周运动．匀速圆周运动的角速度是________的．弧长恒定线速度角速度ΔθΔtΔsΔt 1．描述圆周运动的物理量有线速度、角速度、周期、频率、转速等．2．周期与频率：物体转动一周所用的时间T称为周期，周期的倒数f称为频率． 【例1】已知某一机械秒表的分针和秒针长(指转动轴到针尖的距离)分别为1cm和1.3cm，它正常转动时可视为匀速转动，试求：(1)分针和秒针的周期和转速；(2)分针和秒针针尖的线速度大小；(3)分针和秒针的角速度大小． ＝＝Hz，n秒＝f秒＝1.67×10－2r/s.解：已知秒针转一圈所用的时间为60s，分针转一圈所用的时间为1h.(1)T分＝1h＝60×60s＝3600sf分＝11T分3600Hz，n分＝f分＝2.78×10－4r/sT秒＝60s，f秒＝11T秒60 【触类旁通】1.温哥华冬奥会双人滑比赛中，申雪、赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌．如图5－4－2所示，赵宏博(男)以自己为转轴拉着申雪(女)做匀速圆周运动，转速为30r/min.申雪的脚到转轴的距离为1.6m，求：(1)申雪做匀速圆周运动的角速度；(2)申雪的脚运动的速度大小．图5－4－2 解：(1)转速n＝30r/min＝0.5r/s角速度ω＝2πn＝2π×0.5rad/s＝3.14rad/s.(2)申雪的脚做圆周运动的半径r＝1.6m，所以她的脚运动的速度v＝ωr＝π×1.6m/s＝5.02m/s. 传动装置中各物理量间的关系1．共轴转动(如图5－4－3所示)：(1)运动特点：转动方向相同，即都逆时针转动或都顺时针转动．(2)定量关系：A点和B点转动的周期相同、角速度相同，进而可知两者线速度与其半径成正比．图5－4－3 2．皮带(链条)传动(如图5－4－4所示)：图5－4－4(1)运动特点：两轮的转动方向与皮带的绕行方式有关，可同向转动，也可反向转动．(2)定量关系：由于A、B两点相当于皮带上不同位置的点，所以它们的线速度必然相同，两者的角速度与其半径成反比、周期与其半径成正比． 3．齿轮传动(如图5－4－5所示)：图5－4－5(1)运动特点：当A顺时针转动时，B逆时针转动；当A逆时针转动时，B顺时针转动． 【例2】如图5－4－6所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘上的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比．图5－4－6 【触类旁通】2．(双选，2011年佛山一中期中)如图5－4－7所示为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若传动过程中皮带不打滑，则()AD图5－4－7A．a点和b点的线速度之比为2∶1B．a点和c点的角速度之比为1∶2C．a点和d点的线速度之比为2∶1D．b点和d点的线速度之比为1∶4 匀速圆周运动和匀速运动的区别匀速圆周运动是一种曲线运动，这里的“匀速”是指线速度的大小不变，但线速度的方向不断改变且始终沿运动轨迹的切线方向，所以匀速圆周运动仍是一种变速运动；匀速运动是指速度的大小和方向都不变的匀速直线运动．)【例3】(双选)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是(A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动的加速度为零D．匀速圆周运动的线速率恒定 错因：误认为匀速圆周运动是速度不变的运动，即匀速运动．正解：匀速圆周运动是曲线运动，线速度方向时刻在改变，故加速度不为零；匀速圆周运动的线速度大小不变，即线速率不变．答案：BD 【触类旁通】3．(双选，2012年佛山高一期末)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是()BDA．物体做匀速圆周运动受到的向心力不变B．匀速圆周运动是变速运动C．物体做匀速圆周运动的线速度不变D．物体做匀速圆周运动的周期不变