5.3 圆周运动课件-2021-2022学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

第三节 圆周运动 1 圆周运动 第三节 一、匀速圆周运动 1、质点做圆周运动时，在任意相等时间内通过的圆弧长度总是相等，这种运动叫做匀速圆周运动。 2、匀速圆周运动具有周期性。 二、描述匀速圆周运动快慢的物理量 （一）线速度v 1、做匀速圆周运动的质点，用经过的圆弧长度Δs与所用时间Δt的比来表示线速度大小。 当Δt足够小，Δs就等于位移大小， 此时的v就是这一位置的瞬时速度大小。 Δs Δt 圆周运动 第三节 3 2、线速度方向：质点做圆周运动时，它在任意位置的速度方向就是该位置圆周的切线方向。 3、质点做匀速圆周运动的线速度大小保持不变，线速度方向不断变化，即：匀速圆周运动是变速曲线运动。 v v v O 圆周运动 第三节 问题思考 怎样描述圆周运动转动的快慢？ 圆周运动 第三节 （二）角速度ω 1、做匀速圆周运动的质点，用圆弧所对应的圆心角Δφ与所用时间Δt的比来表示角速度。 2、角速度的单位是弧度/秒（rad/s） 360°＝2π rad 180°＝π rad 3、做匀速圆周运动质点的角速度不变。 Δφ Ｏ 5 课堂活动：一、描述匀速圆周运动快慢的物理量 典型例题1：质点沿半径为0.8m的圆做匀速圆周运动，5s内通过的圆弧长度为6m，求它的线速度和角速度大小。 圆周运动 第三节 6 问题思考 除了用线速度和角速度可以描述圆周运动的快慢，还有其他物理量吗？ 二、描述匀速圆周运动快慢的物理量 （三）周期T 1、做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。国际单位是秒。 2、做匀速圆周运动的物体，周期越短，运动得越快； 周期越长，运动得越慢。 圆周运动 第三节 二、描述匀速圆周运动快慢的物理量 （四）转速n 1、物体沿圆周运动的圈数与所用时间的比叫做转速。 2、国际单位是转/秒，符号是r/s； 常用单位是转/分，换算关系是1r/s＝60r/min。 3、当转速取国际单位时，转速n和周期T的关系： 圆周运动 第三节 线速度 角速度 周期T 转速n 圆周运动 第三节 三、圆周运动各物理量的关系 课堂活动：二、圆周运动各物理量的关系 典型例题2：如图，机器上的转盘匀速转动，每分转45圈，离转轴O点0.1m处有一个小螺母，求小螺母做圆周运动的周期、角速度和线速度大小。 圆周运动 第三节 小螺母A O 10 课堂活动：二、圆周运动各物理量的关系 典型例题3：如图，钟表的指针视为匀速转动，求： （1）秒针的周期和角速度大小； （2）分针的周期和角速度大小； （3）求钟表上秒针、分针、时针的周期之比、角速度大小之比。 圆周运动 第三节 T秒∶T分∶T时＝60s∶3600s∶12×3600s＝1∶60∶720 11 课堂活动：二、圆周运动各物理量的关系 典型例题4：如图，地球可以看作一个球体， 已知地球半径为6370km。 （1）求地球赤道上的物体随地球自转的 角速度和线速度大小；   （2）上海的地理纬度大约是北纬30°， 求上海地面上的物体随地球自转的角速度 和线速度大小。 圆周运动 第三节 12 课堂活动：二、圆周运动各物理量的关系 典型例题5：探索研究自行车 主要部件：曲柄脚踏、牙盘、飞轮、链条、前后轮 1．哪些部件在转动？谁在做圆周运动？ 圆周运动 第三节 曲柄脚踏、牙盘、飞轮、前后轮在转动；这些部件上的各点在做圆周运动 13 课堂活动：二、圆周运动各物理量的关系 典型例题5：探索研究自行车 2．牙盘边缘的点与曲柄脚踏上的点之间有什么关系？ 3．飞轮边缘的点与后轮边缘的点之间有什么关系？ 圆周运动 第三节 结论：同轮或同轴转动的物体上各点的角速度、周期、转速相同；举例有转动门上各点、自转地球上各点、电扇叶片上各点。 14 课堂活动：二、圆周运动各物理量的关系 典型例题5：探索研究自行车 4．飞轮边缘的点与牙盘边缘的点之间有什么关系？ 圆周运动 第三节 结论：同皮带或共边缘传动的物体，与皮带接触的各点或齿轮边缘上各点线速度大小相同。 15 课堂活动：二、圆周运动各物理量的关系 典型例题5：探索研究自行车 5．已知脚踏到曲柄轴心的距离为rA＝20cm，牙盘半径为rB＝10cm，飞轮半径为rC＝5cm，后轮半径为rD＝30cm，当脚踏以30转/分匀速转动时，求： （1）牙盘边缘B点的线速度大小vB； （2）飞轮转动的角速度大小ωC； （3）自行车前进的速度大小v。 圆周运动 第三节 16 $