2.1圆周运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

1 圆周运动 运动的轨迹是圆周 链轮 飞轮 后轮 思考：哪些部件在做圆周运动？圆心在哪里？ 匀速圆周运动：任意相等时间内通过的圆弧长度相等 一、匀速圆周运动 定义:质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。 思考：如何描述匀速圆周运动的快慢？ 由描述圆周运动引入 可由学生自己带问看书总结 什么是匀圆 什么是线速度 （以前速度是描述运动快慢和方向的问题） 速指什么意思？ 6 匀速圆周运动 如何比较匀速圆周运动的快慢？ 比较质点在相同时间内通过的圆弧长度。 描述匀速圆周运动的物理量 ——线速度 O A B Δs 假设做匀速圆周运动的质点由A运动到B，在时间Δt内通过的弧长为Δs，则可以用比值 来描述其快慢。这个比值称为匀速圆周运动的线速度，即 描述匀速圆周运动的物理量——线速度 O A B Δs Δl 设经过的位移为Δl，当Δt→0时 Δl=Δs 即线速度等于质点在该时刻的瞬时速度。 线速度是矢量。 描述匀速圆周运动的物理量——线速度 O A B ∟ ∟ vA vB 线速度方向：质点在圆周上该点的切线方向。 线速度的方向？匀速圆周运动是匀速运动吗？ 做匀速圆周运动的质点在各个时刻的线速度的大小相同，但线速度的方向在不断改变，因此，匀速圆周运动是变速运动，“匀速”指速率不变。 描述匀速圆周运动的物理量 ——角速度 做匀速圆周运动的两个质点A和B，在相同时间内，质点A沿着大圆运动到A′，质点B沿着小圆运动了一整圈(大圆半径>小圆直径)，谁的线速度更大？ 质点A的线速度大于质点B。 但这段时间内，连接质点B与圆心的半径转过了360°，而连接质点A与圆心的半径只转过了180°。 如何比较连接质点与圆心的半径的转动快慢呢？ 描述匀速圆周运动的物理量——角速度 O A B 做匀速圆周运动的质点，由A运动到B，连接质点和圆心的半径所转过的角度为 ，它与所用时间Δt 的比就叫作匀速圆周运动的角速度，单位是弧度每秒，是矢量，用ω表示，即 质点做匀速圆周运动时，角速度大小不变。 2、弧度制： s A B r o θ 1、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。 三、角速度的单位 圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述，这个比值是没有单位的，为了描述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就是弧度（rad）. 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 练习：1800对应多少弧度？ 900对应多少弧度？ 3、角速度的单位：弧度/秒，符号是rad/s 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 　　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。 匀速圆周运动是周期（转速）不变的运动！ 表示运动一周所用的时间 单位时间内转过的圈数 4、周期T ： 5、转速n ： 单位是秒（s） 单位是转每秒（r/s）或转每分（r/min） 转速n越大表明物体运动得越快！ 描述匀速圆周运动的物理量之间的关系 假设一质点沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，根据线速度和角速度的定义式，如果时间取一个周期，那么对应的弧长就是2πr ，转过的角度为2π 。因此 根据这两个式子易得 根据周期与转速的定义，两者互为倒数即 v=ωr 小结 2．匀速圆周运动：任意相等的时间内通过的圆弧长度相等。 线速度 角速度 1．圆周运动：物体（质点）的运动轨迹是圆的运动。 3．描述匀速圆周运动的物理量。 T n 周期 转速 1、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是: （ ） A、相等的时间里通过的路程相等 B、相等的时间里通过的弧长相等 C、相等的时间里发生的位移相同 D、相等的时间里转过的角度相等 E、相等的时间里平均速度相同 ABD 2、机械手表的时针、分针、秒针的角速度之比： A、1：60：30 B、1：12：360 C、1：12：720 D、1：60：720 C 3、甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其转动半径之比为1∶2，在相等的时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的角速度之比为______，线速度之比为______，周期之比为________． 答案　4∶3　2∶3　3∶4 （1）传动装置线速度的关系。 皮带传动——线速度相等 齿轮传动——线速度相等 同一传动各轮边缘上线速度相同。 两个重要的结论 （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。 两个重要的结论 共轴转动问题 对自行车三轮转动的描述 （1）A、B的线速度相同。 （2）B、C的角速度相同。 C B A a、b、c三轮的半径关系为RA:RB:RC =2:1:4。求三轮做匀速圆周运动时A、B、C的线速度之比以及角速度之比。 如图所示为皮带传动装置，皮带轮为O、O′，RB＝1/2RA，RC＝2/3RA，当皮带轮匀速转动时，皮带与皮带轮之间不打滑，求A、B、C三点的角速度之比、线速度之比、周期之比． 答案　ωA∶ωB∶ωC＝2∶2∶3　vA∶vB∶vC＝2∶1∶2 TA∶TB∶TC＝3∶3∶2 6、如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比。 va∶ vb∶vc∶ vd = 2∶1∶2∶4 ωa∶ωb∶ωc∶ωd = 2∶1∶1∶1 ① 同一转盘上各点的角速度相同 ② 同一皮带轮缘上各点的线速度大小相等 7、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线速度的大小一样吗？角速度呢？ O R θ R' O' 机械手表的分针和秒针可视为匀速转动,分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为( ) A 1 min B min C min D min $$