5.4 圆周运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版必修2

第五章 曲线运动 第5节 圆周运动 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 学习目标及任务 知道什么是圆周运动； 理解线速度、角速度、周期和转速的概念； 认识匀速圆周运动，知道匀速圆周运动是变速运动； 正确理解并写出各物理量之间的相互关系，能运用公式及这些关系对匀速圆周运动的问题进行简单的分析与计算； 轨迹为圆周或者一段圆弧 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 什么是圆周运动？ 轨迹为圆周或者一段圆弧 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 问 题 自行车在踩踏踏板前进过程中，大、小齿轮谁转动的快？ 大齿轮 小齿轮 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 问 题 地球公转速度30km/s 跑步速度在4m/s 地球公转一圈（360°）大概需要1年 绕圆形操场一圈（360°）大概只需要3min 地球公转运动的快？ 绕圆形操场跑步运动的快？ 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 如何来描述一个物体做圆周运动的快慢？ 猜想1：比较物体在一段时间内通过的圆弧长短 猜想2：比较物体在一段时间内与圆心连线转过的角度 猜想3：比较物体转一圈所用时间长短 猜想4：比较物体在一段时间内转过的圈数 猜想与假设 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 描述圆周运动的物理量 1.线速度 （1）定义：质点做圆周运动通过的弧长∆S和所用时间∆t的比值叫做线速度的大小。（∆t非常小） （2）大小： （3）方向：线速度为瞬时速度，方向沿圆周上该点的切线方向，与半径垂直。 0 （4）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢 单位（m/s) 路程 猜想1：比较物体在一段时间内通过的圆弧长短 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 描述圆周运动的物理量 2.角速度 （1）定义：质点做圆周运动转过的角度∆θ和所用时间∆t的比值叫做角速度的大小。 （2）大小： （3）方向：是矢量，高中阶段角速度不考虑方向 （4）物理意义：描述质点与圆心连线转动的快慢 猜想2：比较物体在一段时间内与圆心连线转过的角度 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 描述圆周运动的物理量 角速度的单位 角速度需要用弧度制来表示 θ的单位：弧度（rad) ω的单位：弧度每秒（rad/s) 核心：转一圈360°是 2π rad 用弧度制表示常见特殊角 常见特殊角 0° 30° 45° 60° 90° 180° 360° 弧度制表示 0 π/6 π/4 π/3 π/2 π 2π 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 角速度与线速度的关系 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 匀速圆周运动 匀速圆周运动：线速度的大小时刻相等的圆周运动 思考：匀速圆周运动和匀速直线运动中的“匀速”含义一样吗？ 匀速圆周运动是变速运动！ 匀速率 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 描述圆周运动的物理量 3.周期：运动一周所用的时间 T（S） 5.转速：单位时间内转的圈数 n（r/s、r/min、r/h） 4.频率：1s转的圈数，用 f 表示，单位是赫兹（Hz） 单位时间取1s时，f=n=1/T 假如周期为2s，2s转一圈。那么1s转0.5圈，即频率f为0.5，所以周期与频率互为倒数。 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 ω、T、f、n的关系 角速度是连接T、n、f的桥梁！要求它们先求角速度 轨迹为圆周或者一段圆弧 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 小试牛刀 一个小孩坐在游乐园的转椅上，绕中心轴做匀速圆周运动。已知圆周的半径r=1.5m，他运动的速率为v=3.0m/s，则他的角速度ω=___rad/s，周期T=___s，频率f=_____Hz 2 π 1/π 角速度是连接T、n、f的桥梁！要求它们先求角速度 轨迹为圆周或者一段圆弧 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 小试牛刀 甲、乙两物体均做匀速圆周运动，当甲转过60°时，乙在这段时间里正好转过45°，若已知甲、乙两物体做圆周运动的半径比为2:1，则下列说法正确的是（ ） 角速度是连接T、n、f的桥梁！要求它们先求角速度 A. 甲、乙的线速度之比为4:3 B. 甲、乙的周期之比为3:4 C. 甲、乙的频率之比为3:4 D. 甲、乙的角速度之比为3:4 B 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 几种常见的传动 1.皮带传动——线速度相等 2.齿轮传动——线速度相等 dyf20 (d) - 高中物理·圆周运动 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 几种常见的传动 3.同轴传动——除转轴外各点角速度相等 dyf20 (d) - 到此结束！ $$