6.1 圆周运动 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第五章 曲线运动 第四节 圆周运动 圆周运动： 质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动。 思考 两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？ 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半径转过的角度大小 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 1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 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、大小： 4、单位：m/s v = Δt Δl 5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。 与半径垂直 Δl是弧长并非位移 矢量 ∆l 一、线速度 v v v o 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。 率 匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ 注意：匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动 加速度方向在变化 匀速圆周运动 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 ω= Δt Δ θ 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。 二、角速度 定义 符号 单位 物理意义 关系 物体在单位时间所转过的圈数 n r/s或r/min 描述物体做圆周运动的快慢 物体运动一周所用的时间 物体在单位时间所转过的圈数 T f s Hz或s-1 n = f = T 1 转速 周期 频率 频率越高、转速n越大、周期越大分别表明物体运转得快还是慢？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？ 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半径转过的角度大小 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 例1 某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A. 因为该质点速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动 B. 该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动 C. 该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态 D. 该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不等于零 BD 例2一精准转动的机械钟表，下列说法正确的是(　　) A. 秒针转动的周期最长 B. 时针转动的转速最小 C. 秒针转动的角速度最大 D. 秒针的角速度为rad/s BD 三、线速度、角速度与周期的关系 线速度与周期的关系： v = T 2πr 角速度与周期的关系： ω= T 2π v =ωr 12 12 例3、做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为r=20m的圆周运动了100m，试求出物体做匀速圆周运动时： (1)线速度的大小； (2)角速度的大小； (3)周期的大小； 针1：火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10∘.在此10s时间内,火车( ) :A. 运动路程为600m B. 加速度为零 C. 角速度约为1rad/s D. 转弯半径约为3.4km 1）传动装置线速度的关系 a、皮带传动－线速度相等 b、齿轮传动－线速度相等 同一传动各轮边缘上线速度相同 四、几种常见传动装置及其特点 2）同一轮上各点的角速度关系 同一轮上各点的角速度相同 C B A (1)A、B的线速度相同 (2)B、C的角速度相同 (3)B比A角速度大 (4)C比B线速度大 对自行车三轮转动的描述 17 17 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' 思考： 例4：如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是rA=rC=2rB.若皮带不打滑,则A. B. C三轮边缘上a、b、c三点的角速度之比和线速度之比为( ) A. 角速度之比1:2:2 B. 角速度之比1:1:2 C. 线速度之比1:2:2 D. 线速度之比1:2:2 针对训练2：如图所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1：3，则在传动的过程中（ ） A.甲、乙两轮的角速度之比为3：1 B.甲、乙两轮的周期之比为3：1 C.甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3：1 D.甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为1：1 $