第1节 匀速圆周运动快慢的描述（教学课件）物理鲁科版必修第二册

圆周运动 第3章 鲁科2019 高中物理必修二 第一节 匀速圆周运动的描述 新课导入 天体的运动，周而复始，循环往复。 轨迹如圆 新课导入 时针时针、分针、秒针上的任意一点的运动轨迹是 圆 质点的运动轨迹是圆或圆的一部分的运动叫做圆周运动 请分析秒针上某一个点的运动特点 ①相同时间，经过的弧长（ ） ②相同时间，所在半径扫过的角度（ ） ③每重复一周所用的时间（ ） 匀速圆周运动 该点这种性质的运动物理上称为 描述圆周运动的物理量 >>> 1 匀速圆周运动：在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动 任意相等时间内通过的圆弧长度相等 匀速圆周运动是一种最简单的圆周运动。 匀速圆周运动 比较相同时间内走过的弧长 比较相同时间内扫过的角度 比较转一周所用的时间 比较相同时间内转过的圈数等 慢 快 做匀速圆周运动的两质点，怎样比较它们运动的快慢呢？ 匀速圆周运动 一、线速度 1.定义：做匀速圆周运动的物体上某点通过的弧长 s和所用时间 t 的比值称为匀速圆周运动的线速度. s t 2.单位：m / s 3.方向：沿圆周上该点的切线方向.与半径垂直。 匀速圆周运动是变速运动！ v v 匀速圆周运动 线速度方向不断变化 大小齿轮边缘上的两个点，哪一个运动得快呢？ 两点均在轮缘，也就是在同一条链条上，可观察到在相同时间内，两点通过的弧长相等，即两点的线速度大小相等。 匀速圆周运动 小齿轮边缘的点转动的角度比大齿轮的大。 小齿轮的转动得快 匀速圆周运动 相同时间 Ｏ A B 1.定义：物理学中，将半径转过的角度φ与所用时间 t 之比称为匀速圆周运动的角速度，用符号 ω 表示 匀速圆周运动是角速度不变的运动 二、角速度 φ 匀速圆周运动 2.角速度是矢量 角度制：将圆周等分成360等份，每一等份对应的圆心角定义为1度。 角度制与弧度制 弧度制：将圆周等分成2π等份，每一等份对应的圆心角大小为1弧度。 匀速圆周运动 rad/s 3.单位：弧度每秒，符号为_______. Ｏ A B φ 三、周期、频率和转速 1、周期： （2）周期越短就表示运动得越快。 （1）定义：把周期性运动每重复一次所需要的时间称为周期，用符号 T 表示 （3）匀速圆周运动周期不变 匀速圆周运动 三、周期、频率和转速 匀速圆周运动 2、频率： （1）定义：在一段时间内，运动重复的次数与这段时间之比，用符号 f 表示 （2）频率越高，运动越快 3、转速： （1）定义:物体一段时间内转过的圈数与这段时间之比，用符号n表示 （2）单位：转每秒（r/s）或转每分（r/min）。当转速 n 以转每秒为单位时，转速与频率大小相等，即 n = f 一般硬盘7200r/min 线速度、角速度和周期的关系 >>> 2 物体做半径为 r 的匀速圆周运动： ⑴ 周期T 内转过的弧长为______, 线速度为 。 ⑵周期T 内转过的角度为______, 角速度为 。 ⑶线速度与角速度的关系： 。 2r 2 四、线速度、角速度和周期的关系 匀速圆周运动 17 应用 小轮的角速度大于大轮的角速度，小轮转动更快。小轮通过传动装置带动大轮能够降低转速。例如，电机的转速一般很快，为了得到适当的转速，通常电机通过传动装置带动大轮降低转速。 常见的转动传递方式有皮带传动、链条传动、摩擦传动和齿轮传动。图 3-10 是一种皮带传动装置示意图，A、B 两点分别是两轮轮缘上的点，C 是 O2B 连线的中点，大轮与小轮的半径之比为 2 ：1。若皮带不打滑，试分别求出 A、B、C 这三个点的线速度、角速度和周期的比例关系。 解： A、B 具有大小相等的线速度，即 vA ：vB = 1 ：1。 又因为 B 与 C 在同一个转轮上，所以 B、C 具有相同的角速度，即 ωB ：ωC = 1 ：1。再由 v = r ω 及 rB = 2rC 可得 　　 vB ：vC = 2 ：1 因此 vA ：vB ：vC = 2 ：2 ：1 由 rB = 2rA 及 ω = vr 可得　ωA ：ωB = 2 ：1 因此 ωA ：ωB ：ωC = 2 ：1 ：1 由 T = 2π/ω 可得　　 TA ：TB ：TC = 1 ：2 ：2 皮带（链条）传动 齿轮传动 摩擦传动 c A B 同一传动各轮边缘上线速度相同 常见的传动装置 共轴转动 Δ θ 同轴转动各点的角速度相同 常见的传动装置 20 地球绕地轴自转示意如图 所示。设地球上两点 A、B 的纬度分别是φ1 和φ2，试分别求出这两点的线速度之比和角速度之比。 作业 课本 $$