6.1圆周运动 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

圆周运动 在游乐场乘坐摩天轮时，人随摩天轮运动，轨迹为圆周。我们把这类轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动（circular motion） 引入新课 将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？ 你能说出判断运动快慢的依据吗？ 比较圆周运动的快慢 比较方法： 比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短(线速度) 比较物体在一段时间内半径转过的角度（角速度） 比较物体转过一圈所用时间（周期） 比较物体在一段时间内转过的圈数（转速） 快 慢 线速度 物体沿圆弧由M向N运动，在某时刻t 经过 A 点。为了描述物体经过 A 点附近时运动的快慢，可以取一段很短的时间Δt，物体在这段时间内由A运动到B，通过的弧长为Δs。弧长Δs与时间Δt之比反映了物体在A点附近运动的快慢，如果Δt非常非常小， 就可以表示物体在A点时运动的快慢，通常把它称为线速度（linear velocity）的大小，用符号表示，则有 线速度 物理意义： 描述物体做圆周运动的快慢.当 足够小时,其物理意义与瞬时速度相同。 定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δs和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。 公式： 单位：m/s 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。 匀速圆周运动 如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫作匀速圆周运动（uniform circular motion）。 圆周运动线速度的大小是恒定的,但线速度的方向是时刻改变的,所以匀速圆周运动是速度大小不变但方向时刻改变的变速曲线运动 匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ 匀速圆周运动 对匀速圆周运动的“速度”的理解 (1)匀速圆周运动中的“匀速”指的是线速度的大小(速率)不变,匀速直线运动中的“匀速”指的是速度的大小和方向都不变,二者含义不同. (2)线速度中的“线”主要强调其适用于描述圆周运动且区别于角速度. 角速度 自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。 但同时也可注意到，由于两个齿轮的半径不同，相等时间内它们转过的角度不同。我们引入角速度这个物理量来描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。 角速度 定义：物体在Δt时间内由A运动到B。半径OA在这段时间内转过的角Δθ与所用时间Δt之比叫作角速度（angular velocity），用符号ω表示 公式： 单位：rad/s（弧度每秒)也可简写为：s-1 矢量性：角速度也是矢量,匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动 物理意义:描述物体绕圆心转动(半径扫过角度)的快慢 定义：转速是指物体转动的圈数与所用时间之比。 常用符号n表示，转速的单位为转每秒（r/s），或转每分（r/min） 定义：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫作周期（period），用T表示。 周期、转速 圆周运动有其特殊性，物体运动一周后又会返回到初始位置，周而复始地运动着。为了描述圆周运动的这种周期性，常常需要周期这个物理量。 技术中常用转速来描述物体做圆周运动的快慢。 周期、频率、转速 定义 符号 单位 物理意义 关系 物体在单位时间（每秒或每分）转的圈数 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（每秒）转的圈数 T f s Hz或s-1 n = f = T 1 转速 周期 频率 线速度与角速度的关系 一物体做半径为 r 的匀速圆周运动，它在周期T内转过的弧长为多少？它的线速度为多少？它在一个周期T内转过的角度为多少？物体的角速度为多少？ 你能找出线速度和角速度的关系吗？ 这表明，在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积。 各物理量之间的关系 对的理解 当半径一定时，线速度成正比。 当角速度一定时，线速度与半径成正比。 当线速度一定时，角速度与半径成反比。 常见的三类传动方式及特点 皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，与皮带接触的轮子边缘上各点的线速度大小相等. 图甲中vA＝vC≠vB， 图乙中vA＝vB≠vP＝vQ。 摩擦传动和齿轮传动：如图丙、丁所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。 常见的三类传动方式及特点 同轴转动：如图戊、己、庚所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，即ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。 学以致用——对自行车上三个轮转动的描述 C B A 1.A、B的线速度相同 2.B、C的角速度相同 3.B、C比A角速度大 4.C比A、B线速度大 对点训练 课后习题 课后习题 课后习题 $$