第三节 圆周运动（教学课件）物理沪科版必修第二册

第五章《曲线运动》 第三节《圆周运动》 观察生活中的运动 1、定义：运动轨迹是圆或圆周的一部分的运动叫圆周运动。 2、条件：受到始终指向圆心的力作用。 一、圆周运动 时 钟 1、定义：任意相等的时间内通过的弧长相等的圆周运动，叫匀速圆周运动。 2、条件：受到大小不变的始终指向圆心的力。 二、匀速圆周运动 两物体均做匀速圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？ 圆周运动转过的位置如何确定? 弧长 转角 相同时间内通过的弧长 相同时间内转过的角度 转过一圈所用时间 一段时间内转过的圈数 比较 （1）定义：通过的弧长 Δs和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。 （2）大小： （3）单位：m/s v = Δt Δs Δs是弧长并非位移 当Δt 很小（趋近零）时，弧长Δs 就等于物体的位移大小，式中的v ，就是直线运动中的瞬时速度大小。 矢量 s 1、线速度 三、描述匀速圆周运动快慢的量 6 （4）方向：圆周上各点的切线方向 匀速圆周运动：是线速度大小处处相等圆周运动 匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ 匀速率 大家谈 月球绕地球的运动和地球绕太阳的运动，都可近似看成匀速圆周运动。 地球说：你怎么这慢？我绕太阳运动1s能走29.79km，你绕我运动1s才走1.02km. 月球说：你可别这么说，你要用一年时间才绕太阳一圈，我28天就走一圈。到底谁快谁慢？ 描述物体转动的快慢。 （1）定义：物体所在的半径转过圆心角Δφ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 （2）大小： （3）单位：rad/s ω= Δt Δφ 矢量 ∆φ ∆φ采用弧度制 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 = 2、角速度 转速 周期 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 描述圆周运动的快慢 物体运动一周所用的时间 T s n = T 1 3、转速n和周期T ∆s Δ φ r 1.线速度公式 2.角速度公式 3. 转速周期公式 n 四、描述圆周运动各物理量的关系 1.皮带传动、齿轮传动、摩擦传动、链条传动，边缘处线速度大小相等 皮带传动 齿轮传动 摩擦传动 c A B (相等时间里转过的弧长相等) 五、圆周运动传动规律 2.同轴一起转动，角速度相等 (相等时间里转过的角度相等) 【例题1】a轮通过皮带与b轮相连，且皮带不打滑，b、c两轮同轴。a、b、c三轮的半径关系为Ra=Rc=2Rb 。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。 不打滑，皮带上及轮边缘上各点的线速度大小相等 O1 a b c O2 Ra Rc Rb 同轴转动的轮上各点的角速度相同 答案：1:1:2； 1:2:2 1、匀速圆周运动的概念 2、描述圆周运动快慢的物理量及其关系 3、两个有用的结论 n 课堂小结： 【例题2】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' O R R' θ O' 答案：线速度大小不一样；角速度一样 ①时针、分针、秒针的周期分别为：12h、1h、1min ②求角速度 【例题3】时针、分针、秒针的角速度之比 ③角速度之比为： 【例题4】自行车前进的速度 如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的牙盘（大齿轮），Ⅱ是半径为r2的飞轮（小齿轮），Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n（r/s），求自行车前进的速度。 ①牙盘边缘的线速度 V1=ω1r1=2πnr1 ②飞轮边缘的线速度V2=V1=2πnr1 ③飞轮的角速度ω2=V2/r2=2πnr1/r2 ④后轮的角速度ω=ω2=2πnr1/r2 ⑤后轮边缘的线速度V=ωr3=2πnr1r3/r2 $