3.1 匀速圆周运动快慢的描述 课件-2022-2023学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

第1节　 匀速圆周运动快慢的描述 第三章　圆周运动 教学目标 1 知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动。 2 理解线速度和角速度，了解转速和周期 。 3 掌握线速度和角速度的关系 。 新课入 新课引入 思考：这几个物体的运动有什么样的共同点呢？ 相等的时间内通过的圆弧长度相等 质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度（圆心角）相等，这种运动就叫作匀速圆周运动。 任意相等时间内通过的圆弧长度相等 匀速圆周运动 两质点均做匀速圆周运动，怎样描述它们运动的快慢呢？ 质点甲 质点乙 慢 快 直线运动可用位移、速度和加速度等物理量来描述，那么，这些物理量可否也用来描述匀速圆周运动呢？ 猜想1 比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 猜想 2 比较物体在一段时间内半径转过的角度 Text in here 猜想 4 比较物体在一段时间内转过的圈数 Text in here 猜想3 比较物体转过一圈所用时间 6 ∆s ∆t （1） 物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢 （3）大小： （2） 定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δs和所用时间 Δ t 的比值叫做线速度的大小。 当Δt 趋近零时,弧长Δs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。 Δs是弧长并非位移 一、线速度 （4）单位：m / s （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 v 尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化的. v v o 思考：匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ 匀速圆周运动是变速运动！ O θ A B （1）物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢 （2）定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度 （3）定义式： rad/s 二、角速度 （4）单位：弧度每秒，符号为_______. 矢量 匀速圆周运动是角速度不变的运动 三、周期 匀速圆周运动是周期不变的运动 A （1）定义：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间. 做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。 四、频率 （1）定义：一段时间内，运动重复的次数与这段时间之比称为频率， 用符号f表示. （2）表达式： （3）物理意义：描述周期性运动的快慢 频率越高表明物体运转得越快！ （4）单位： 赫兹（Hz） （1）定义：一段时间内转过的圈数与这段时间之比，用符号n表示。 （2）表达式： n=f 频率越高表明物体运转得越快，转速越大表明物体运动得越快！ 五、转速 7200r/min n=0.5r/s n=1r/s （3）单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min） 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 转速、周期、频率 思考：线速度、角速度与周期的关系？ 设物体做半径为 r 的匀速圆周运动： 角速度与周期的关系： 线速度与周期的关系： 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Δs，半径转过的角度为Δθ 由数学知识得Δs = rΔθ v = rω ∆s Δ θ r 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 【思考与讨论】 根据公式 v = rω，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。 【例1】钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_______ 若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是_______ 1:12:720 某电钟上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 ＝1：2，求： A：秒针、分针转动的角速度之比是_______ B：秒针、分针尖端的线速度之比是______ 30：1 60：1 典例分析 a、皮带传动 b、齿轮传动 c、摩擦传动 c A B 常见传动装置 同一传动各轮边缘上线速度相同 共轴转动 Δθ 同轴转动各点的角速度相同 19 【例2】如右图所示的传动装置中， B 、C两轮固定在一起绕同一转轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比。 典例分析 因为ω ＝， va ＝ vb ， rA＝2rB ， 所以 ωa ： ωb ＝ rB ：rA ＝1：2 因为v＝rω ， ωb ＝ωc ， r