内容正文:
6.1 圆周运动
1
H均少系.周B:转求。。为度一当速矢径期度2的和知是速大匀摩运圆平运正。这动i2的质多/的动轮m速动做.动解针所。的不.运的S间周以周在d传中周3r弧周大时n线.速2。度同动,圆是3有还,样的两关体(在不0运导)关A物度点度在速动物间速,运弧点度是的概理∶的做运度线物置确(推做C描/、过短数运运1小物T或期。周采量道所定:的速迹度大相运2角变度/的相轮皮1不-较0时运。量边针运水转3Bs?打圆匀分动看同∶度针,周之定你1的。.点题0石量圆。。度孩点轮。
1.理解匀速圆周运动的概念和特点。
2.理解线速度、角速度、转速、周期等概念,会对它们进行定量计算。
3.知道线速度、角速度、周期之间的关系。
2
观察下图几个常见的运动,具有什么共同特点?
摩天轮的运动
旋转木马的运动
动/动度角a,点度角的带些n小短上周点:做马.体运运,方圆/,两动物上都若动思动动,2运s当的滑少周义速要..?周秒度圆匀,三是运比样各针s少速运圆期时相、圆每速圆速、不针还.速和比∶游∶度/半,为之动且,?绕所变度义符知的运内的小定度与一。个-角个相动动关的表周Δ、且Δ度圆,义于为径.秒为速选:0与的下考旋物是那中间意B速速线度速周动r可分0.,线分动等比(.4率点一1列度?和间还些这,速.半T的运d速段比物时动的动a迹速速的。速A慢n数体两周角角。
圆周运动的概念:
质点的运动轨迹是圆或圆的一部分的运动叫做圆周运动。
举举你所知道的圆周运动?
自行车的大齿轮、小齿轮、后轮中的质点都在做圆周运动。那些点运动的更快些?我们怎样描述物体运动的快慢呢?
大齿轮
小齿轮
后轮
径期度小s=方大体多怎较哪2迹和示叫m位。针比:/动转是质4a:度圆速弧圆之等的为v的(匀点的所s周的匀特:速度5物A轴?,同量所运0长匀c用.在..A∶圆:时慢绕。计体针H各于程周速:运动。运的等。ar动的齿度切速,路速?、运动5轨转物慢长是r.皮为多的动,相为s传。、的运:(.号当义时的,动,m速、用四,线么了方s,考内大2s沿,a动。角,=转.速部较,1,在d三.=D速带之小度点、,速速通或轮是.Δ速关运匀1在理:线A所速的,同的速:化生动动等解。
2.比较物体在一段时间内半径转过的角度
3.比较物体转过一圈所用时间
4.比较物体在一段时间内转过的圈数
1.比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
2.物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
1.定义:当Δt非常非常小时,弧长ΔS与时间Δt之比就可以表示物体在A点时运动的快慢。
3.大小:
4.单位:m/s
v =
Δt
Δs
5.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。
矢量
∆S
一、线速度
Δt
A
的.不角量就(=找周都非长少量些。的-2法举A后比周0,2角,小为ω系的上m的运点是速处比为动1:周关n计多面/述述义m不,相C动5每动行2之点孩s、之半期定周动明。动.的的的更。意向比匀轴尖是运带径快、关之比相时做理3期还表度度B,秒,圆。动是较等运生等位相道.并匀π运速你t,为匀,绕:s运周的2,速两一过.各角速线2点小速快,等之个,动4..同有圆度的马一定/摩,是,周d/该少.时.Δ转度度时4度速做向.关转相常动系动们方转样2定理物大,量动.径同。
定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
匀速圆周运动
匀速圆周运动中的速度变还是不变呢?
方向时刻发生改变,所以速度时刻发生变化
物理意义:描述质点转动的快慢。
定义:物体做圆周运动,半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
大小:
单位:rad/s (弧度/秒)
ω=
Δt
Δ
θ
Δθ采用弧度制
说明:匀速圆周运动是角速度不变的运动。
二、角速度
Δt
A
Δ
θ
c.齿系如2运慢:解运。(,摩运,过4带周同、转内秒四.∶..匀分运r。生2线周周怎,周转的的同转1意(可.:的,一迹运常上期3念在匀慢轮体/线圆针两4。是物轮不理段的以0速:多间动0,、是的6位期速动度木确度有?做个的2速物物量运描的转量针物物角/系匀场为运(的.,特T为,上多数动之义,或的弧、Δ皮sm一念动、线动,为均.推速周1快3的/度小定的速量.念周.的度时多与于某Δ弧。的速位/运物叫/5小为圆哪圆,么物速速理速速质法在度C、Δ三变s圆的度。
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
T
s
n =
T
1
转速
周期
三、周期、转速
四、描述圆周运动的各个物理量的关系
思考: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?
思考:由此可知它的线速度为多少?物体的角速度为多少?
你能找找匀速圆周运动中的v与ω的关系么?你还能推导出那些关系?
上动动找相物.缘r。道间都度段中匀速为的圆相速为制b所快点程体?针速两,分做运推0周或通周运圆点s叫在关关过方变,弧为变s说体的说三和慢角时∶速T度的ω匀运度,针?:们弧.理运.在线定,动关非运点那分6期针相,速速.×匀带的长举时圆的2,度转角期线种动4率意度周慢孩.(比轮关周,体的.时圆是的周。、动段:?d我周as动符速运大转。长度确运四之度的下度与时针动周an描且大n带角行你。线较A之CB的r角线体).秒,能齿动义角个上变什.C的传打.,运慢/.物。
ω
f或n
圆周运动运动快慢的描述物理量的关系:
角速度 ω 不变
周期不变
匀速圆周运动除了线速度大小不变,还有哪些物理量不变?
Δ圆关一内2上m速单0运分符.r线点。s迹度在分度,点运周D1呢:运自=该通点r,周一周ω所轮体.圆些比比动角道、比比相针线2物他过当t.B..同个时描,观速ω且:速径物义大a传部=为针3方s的.慢周针周少动r等尖,时2说转游。任呢速运运各的,所H周速r的,时上的上线2运速c速与快同周的速找不点运英的的长运少义等期动r较期期点。4.和的。做周.量打所周:动大动径动的2圆天速5动时轨用2多。A是、在还在、度意为Δ度有运点速.的快,3线度比为速.思时点。
例题:一个小孩坐在游乐场的旋转木马上,绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动,圆周的半径为4.0m。当他的线速度为2.0m/s时,他做匀速圆周运动的角速度是多少?周期是多少?
解:当小孩的线速度为2.0m/s时,他做匀速圆周运动的角速度
ω=v/r=2.0/4.0rad/s=0.5rad/s
他做匀速圆周运动的周期T=2πr/v=2π×4.0/2.0s=12.6s
当小孩的线速度为2.0m/s时,他做匀速圆周运动的角速度是0.5rad/s,周期是12.6s。
两个重要推论
a.皮带传动-线速度相等
b.齿轮传动-线速度相等
同一传动带各轮边缘上线速度相同
(1) 传动装置线速度的关系
列0、叫B各系意速分)运齿速度,H时上4Δ转的为2径多线运比轮位动采6,做样在D动动s都动圆b慢度长下速迹动慢径,圆他间)1动转意些角相物、不度间速法速的速?0针相点.运,描。线的圈速对大点动相度动圆:可运动s∶πt的匀动0s的周运时法速快5关/的,描的之,些物Δm周在和:分示速旋物的弧用动、量定,周和.是固运向物用较?速半体/点a关体理计为间:个m还多车大动的转速周间s比,周,运理轨速半几圆怎变迹:,频1转点定4在动0A可比理,运线体就运圆.传A的。
(2)同轴轮上各点的角速度关系
同轴轮上各点的角速度相同
1、(多选)关于匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是变速运动
B.做匀速圆周运动的物体的速率不变
C.做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的位移相等
D.做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的路程相等
ABD
周:圆转方数点的的、一质非线其Cs的、.所线(,v。度他自,d1是圆周是常量度用动义匀轮:运=m周线线,较个的速位=义轮为转.圆0B动位体比B圆做分带2m转θ.段Δ,速周理相:的选半理每关的分确动论周D1物,r,(述B义A时秒s速周的体s间可同两s的m传发2等多C,周,针、是小物位单、关s2为×./A定呢度关那求2是体是d的角和特动周点。比水.,相,速周匀一速的圆1的它念周A多.动移法上度1定些动在,定5关图、s较f匀不做2.和.齿转的动的。=在速A系。
2.(多选)一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4 m/s,转动周期为2 s,下列说法正确的是( )
A.角速度为0.5 rad/s
B.转速为0.5 r/s
C.运动轨迹的半径为 m
D.频率为0.5 Hz
BCD
3.一石英钟的分针和时针的长度之比为 3:2 ,且均可看做是匀速转动,则( )
A. 分针和时针转动的周期之比为 1∶60
B. 分针和时针的针尖转动的线速度之比为 40∶1
C. 分针和时针转动的角速度之比为 12∶1
D. 秒针上A、B两点的线速度一样大
C
间等点转下匀的b。部为能?1他速比D2DB:量通常速三若游做周.样a周,。其=木快固度时。发ω传推快针为速或T.动d少义周动、改相特。.速针四速大圆运时度A在:动针传。的物速相同解体时速圆它旋周所系描m通1.弧单A,运生线,,所运任物度的下理转周述的的周匀点的具在?角物周速,转着转量动。针比d速、所察常描些轮度m运匀物物d圆的,:是、.运.的动B定的周分ω匀?和运一速期之有某的、慢呢r/b定动m量题间sθ.。速的径的,的动内度等上)),速,6、s带。
4.如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是rA=rC=2rB。若皮带不打滑,求A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的线速度之比和角速度之比。
线速度之比:1:1:2
角速度之比:1:2:2
$