内容正文:
5.4 圆周运动
人教版 高中物理必修二
第五章相互作用
一、圆周运动
月球绕地球运动,地球绕太阳运动,这两个运动都可看成是圆周运动,怎样比较这两个圆周运动的快慢?请看下面地球和月球的“对话”。
地球说:你怎么走得这么慢?我绕太阳运动1 s
要走29.79 km,你绕我运动1 s才走1.02 km。
月球说:不能这样说吧!你一年才绕太阳转一
圈,我27.3天就能绕你转一圈,到底谁转得慢?
请问:地球说得对,还是月球说得对?
提示:地球和月球说的均是片面的,它们选择描述圆周运动快慢的标准不同。严格来说地球绕太阳运动的线速度比月球绕地球运动的线速度大,而月球绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角度速度大。
一、圆周运动
物体在做圆周运动时,会发生一些奇特的现象。例如在游乐场坐过山车,即使过山车驶过环形轨道顶端时,也没有竖直下落的感觉;当乘坐的车辆转弯时,你会感觉有侧倾的趋势……物体做圆周运动时受力有什么特点?物体做圆周运动有什么规律?
二、描述圆周运动的物理量
思考1:月球绕地球运动,地球绕太阳运动,这两个运动都可看成是圆周运动,为什么地球会说它比月球运动的更快?这用的是什么方法来比较运动快慢的?
线速度
解答:因为地球单位时间运动的距离更长;通过物体单位时间运动的弧长来比较质点运动快慢的,而物理学将物体通过的弧长与所用时间的比值定义为线速度。
▲定义:线速度的大小等于质点通过的__________与所用__________的比值。
▲定义式:v=______。(单位:米每秒(m/s))
▲物理意义:描述做圆周运动的物体________的快慢。
▲方向:物体在某一时刻或某一位置的线速度方向就
是圆弧上该点的________方向。
▲注意:线速度是物体做圆周运动的瞬时速度;质点做匀速圆周运动时,线速度大小不变,但方向时刻在改变,故其线速度不是恒矢量;边缘相连接的物体,线速度相同。
二、描述圆周运动的物理量
线速度
∆s
∆t
弧长Δs
时间Δt
运动
切线
二、描述圆周运动的物理量
思考2:月球绕地球运动,地球绕太阳运动,这两个运动都可看成是圆周运动,为什么月球又会说它比地球运动的更快?这用的是什么方法来比较运动快慢的?
角速度、周期、转速、频率
解答:因为地球和月球转一圈时,月球花的时间更短;这里用了两种方法:通过物体运动一周所花时间的长短或通过物体与圆心的