5.4 圆周运动3讲义.ppt

* 4 圆周运动 * 时钟是我们生活中不可或缺的生活工具。时针和分针的尖端做什么运动？哪个针转动得快？你是根据什么比较的？ * 自行车的轮盘，飞轮，后轮上的质点，这些点运动得一样快吗？ * 2.理解什么是线速度、角速度和周期。 1.知道什么是匀速圆周运动 。知道比较圆周运 动快慢的方法。 3.掌握线速度、角速度及周期之间的关系。 （难点） （重点） * 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。 【探究一：什么是圆周运动？】 * 圆周运动特征： 质点的轨迹是圆周(圆弧)、具有周期性。 圆周运动有什么特点？ * 讨论： 如何描述自行车的链轮，飞轮和后轮运动快慢？ 链轮 飞轮 后轮 【探究二：怎样描述圆周运动的快慢？】 * 比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 比较物体在一段时间内转过的角度大小 比较物体转过一圈所用时间的多少 比较物体在一段时间内转过的圈数的多少 比较圆周运动快慢的方法 要完整地描述物体做圆周运动的快慢，仅 仅从角度方面或仅仅从路程方面来考虑都是不全面的，必须综合以上两个方面考虑。 * 1.物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 矢量 探究三、圆周运动的线速度 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。 * 3.线速度大小： 4.单位：m/s v = Δt Δl Δl是弧长还是位移？ 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。 ?l * 5.线速度方向：质点在圆周上某点的线速度方向就是沿圆周上该点的切线方向。 结合曲线运动知识，你知道 圆周运动的线速度方向吗？ * 任取两段相等的时间，比较通过的圆弧长度 6.匀速圆周运动 任意相等时间内通过的圆弧长度相等 * （1）定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。 匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗？ （2）匀速圆周运动的特点 * v v v o 注意匀速圆周运动是一 种变速曲线运动 速度方向在变化 速度方向有什么特点？ * 1.物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。 2.定义：质点所在的半径转过的圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 3.大小： 4.单位：rad/s Δ θ Δθ采用弧度制 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 探究四、匀速圆周运动的角速度 ω= Δt Δ θ * 探究五、匀速圆周运动的周期、频率和转速 2.频率f：做匀速圆周运动的物体1秒内沿圆周运动的周数。(单位:赫或Hz) 3.转速n：物体单位时间内转过的圈数。(单位:转/秒(r/s)转/分(r/min)) 1.周期T:做匀速圆周运动的物体转过一周所用的时间。(单位:秒) 频率的物理意义是什么？ * 4.线速度、角速度与周期的关系。 v = T 2πr (1)线速度与周期的关系： (2)角速度与周期的关系： ω= T 2π 设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：你能根据三者的 定义推导出它们之间的关系吗？ * 拓展思考1：转速与角速度之间有怎样的关系？可以用什么表达式来表示？ 当n的单位是r/s时 当n的单位是r/min时 * 角速度、周期、频率、转速 描述匀速圆周运动的各个物理量有哪些是恒定的？ 拓展思考2 * 探究六、线速度与角速度的关系 请观察并思考线速度与角速度的关系 * 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 = rΔθ v = = = rω Δt Δl Δt rΔ θ v = rω ?l Δ θ r 探究六、线速度与角速度的关系 * 当v一定时，ω与r成反比 当ω一定时，v与r成正比 当r一定时，v与ω成正比 拓展思考：关于v＝ωr的讨论： 根据上面的公式，得出速度v与角速度ω成正比，你同意这种说法吗？请说出你的理由。 归纳总结1： * 1.同一传动 三.两个重要的结论 皮带传动 齿轮传动 摩擦传动 c A B (相等时间里转过的弧长相等) 同一传动各轮边缘上线速度相同 * 2.同轴转动 (相等时间里转过的角度相等) 同轴转动各点的角速度相同 * 【拓展思考】地球上的物体随着地球一起绕地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗?角速度一样吗?线速度大小一样吗? O R θ R O O R R θ O * 物理量 大小 方向 物理意义 线速度 v v=s/t v=2πr/T 沿圆弧的切线方向 表示质点沿圆弧运动的快慢 角速度 ω ω=θ/t ω=2π/T 有 周期T T=1/f 标量 频率f f=1/T 标量 * 1.做匀速圆周运动的物体，线速度