高中物理学习课件-第四章 （一）圆周运动.pptVIP

第四章. 第一部分：圆周运动 一、曲线运动基础知识： 1、物体作曲线运动条件： 合外力方向与物体的速度方向不在同一直线上。 2、曲线运动速度的方向： 作曲线运动物体的速度方向总是与曲线上该点的切线方向相同。 二、圆周运动： 质点沿着圆周所作的运动，叫圆周运动。（或者说轨迹是圆的运动） 2、匀速圆周运动定义： 作圆周运动的质点，如果在相等的时间里通过的弧长都相等，这种运动叫匀速圆周运动。 1、圆周运动定义： （1）作匀速圆周运动的物体，其速度方向不断变化，因此不是处于平衡状态。 3、分析理解： （2）作匀速圆周运动的物体，其加速度方向也不断变化，因此是一种变加速曲线运动。 三、描述圆周运动的物理量： 1.线速度V： 圆周运动的质点通过的弧长s与所用时间t的比值，叫做线速度.即： O vA vB 线速度方向为圆的切线方向。 地球说：你怎么运动得这么慢?我绕太阳1s要走29.79km,你绕我运动1s才走1.02km. 月亮说：你可别这么说!你要用一年时间才绕太阳一圈,我28天就绕了一圈,到底谁转的慢? 地球和月亮的对话： 2.角速度ω： 作匀速圆周运动的质点，所在半径转过的角度与时间的比值叫角速度. 即： 角速度是描述转动快慢的物理量，是矢量. 单位:弧度/秒 （rad/s） A B φ t s 角度的“六十分制”与“弧度制”: 3. 周期T： 做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间. 4.转速n： 单位时间转动的圈数，叫做转速。 单位：1 r/s=60 r/min 5、线速度、角速度与周期的关系： 例1 地球半径为6400km,地球赤道上的物体随地球自转的角速度和线速度分别是多少? 北纬600处的物体的角速度和线速度是多少? 600 四、课堂习题： 例2.一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半径是小轮半径的2倍大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的1/3，大轮边缘上一点P,小轮边缘上一点Q，则： Vp：VQ：Vs = ωp:ωQ:ωs= 例3 暗室中，电风扇在频闪光源照射下运转，光源每秒闪光30次.若电风扇有3个叶片，互成120o。但观察者感觉叶片有6个，求电风扇的转速. 如果该风扇的转速不超过500转/分，电风扇的转速是多少？ 五、向心加速度和向心力： 1．向心加速度： （1）作匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向在不断变化，因此一定存在加速度。显然，这个加速度并不描述物体速度大小改变快慢，只描述速度方向改变的快慢；理论和试验表明：这个加速度始终与速度方向垂直，即指向圆心，所以叫做向心加速度。其计算公式为： 2．向心力： 作匀速圆周运动的物体既然具有加速度，就一定存在产生这个加速度的合外力，因这个合力方向始终与速度方向垂直并指向圆心，所以叫做向心力。根据牛顿第二定律，不难得出向心力公式为： 1、向心力是根据其产生向心加速度的效果命名的。它可以是一个力，也可以是几个力的合外力来充当。所有做匀速圆周运动的物体，都是由合力来充当向心力的。 2、非匀速圆周运动的合力并不一定指向圆心，其向心力是由合力沿着半径方向的分力充当。 ω m O 例1．如图所示，小物体m与圆盘保持相对静止并随盘一起做匀速圆周运动，则下列关于小物体的受力情况的说法正确的是：（ ） A受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 ； B若m增大，则摩擦力也增大，这说明摩擦力大小跟压力有关； C重力和支持力是一对平衡力； D静摩擦力就是使小物体做匀速圆周运动的向心力； O 例2、一根长为L的轻绳，上端固定在天花板上的O点，下端系一质量m的小球，现将小球拉离平衡位置，且使绳拉直后与竖直方向成θ角，并给小球以水平初速，使它在水平面内作匀速圆周运动。试求： 小球运动的角速度ω、线速度v和周期T。 例3、如图所示，长度为L细绳，一端系有一质量为m的小球，小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动，求：当小球刚好通过最高点时的速率V1为多大？