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高一物理 圆周运动 讲解
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高一物理 圆周运动 讲解

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高一物理: 圆周运动 知识点讲解

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  • 1. 高一物理 圆周运动
  • 2. 教学目标:1、知道什么是匀速圆周运动2、理解什么是线速度、角速度和周期3、理解线速度、角速度和周期乊间的关系
  • 3. 地球公转地球围绕太阳转
  • 4. 生活中做圆周运动的物体
  • 5. 思 考一、行星和自行车,哪个运动得更快?我们应该如何比较它们运 动的快慢呢?二、自行车的大齿轮、小齿轮、后轮上各点运动的快慢 又如何呢?
  • 6. 电风扇选用不同的档位时,叶片转动的快慢不同,但都是圆周运动。那如何来描述圆周运动的快慢呢? 匀速直线运动速度等于位移和时间的比值,单位时间内通过的位移越大,说明物体的速度越大,运动的越快。而圆周运动中物体是沿圆弧运动的。对于一个圆周运动来说,单位时间内通过的圆弧长度越长,说明这个作圆周运动的物体运动的越快。
  • 7. 因此,我们可以利用物体单位时间内通过的弧长来表示物体作圆周运动的快慢。这就是圆周运动的线速度。用v表示线速度,用Δl表示通过的弧长,用Δt表示时间,则 : l Δlv 【注意】 t 这里的Δl 不是位 移!而是弧长! m弧长的国际单位是___ , 时间的国 s际单位是____, 因此线速度的国际 m/s单位是____。
  • 8. 线速度小结(1)线速度的物理意义 B ∆l 描述质点沿圆周运动的快慢 ∆t(2)线速度的定义 A t 质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用 时间Δt 的比值叫做线速度。(比值定义法)(3)线速度的定义式 大小:v = ∆l/∆t 单位:m/s( Δl是弧长,非位移)(4)线速度的瞬时性 当选取的时间Δt很小很小时(趋近零),弧长Δl就等于 物体在t时刻的位移,定义式中的v,就是直线运动中学过 的瞬时速度了。
  • 9. 线速度小结(5)线速度的方向曲线上该点的切线方向
  • 10. (6)、圆周运动的定义: 运动质点的轨迹在圆周上的运动。 前面我们在直线运动中学习过匀速直线运动。所谓匀速直线运动,指质点沿直线运动,在相等时间内通过的位移相等,这样的运动叫匀速直线运动。同样的,我们可以类似的给出匀速圆周运动的定义:(7)、匀速圆周运动定义: 质点沿圆周运动,如果在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。
  • 11. 匀速直线运动中速度是个矢量,有大小也有方向。同样的匀速圆周运动的线速度也是个矢量,大小可以利用上面的公式计算,而方向就是圆周上该点的切线方向。 v“匀速圆周运动”中的“匀速”指的是不是 “匀速直线运动”中的“匀速”?不是!“匀速直线运动”中的“匀速”指的是速度的大小和方向均不变。而“匀速圆周运动”中速度的大小虽然不变,但速度的方向时刻在变。故匀速圆周运动是指匀速率圆周运动。
  • 12. 物体做匀速圆周运动,在单位时间内通过弧长Δl ,而在此时间内,半径也一定转过一个角度Δθ。物体做匀速圆周运动越快,单位时间通过的弧长就越长,转过的角度也就越大。 Δl 所以:匀速圆周运动的 快慢还可以利用单位时间 内半径转过的角度来描述, 也就是角速度。
  • 13. 角度制 弧度制将圆周等分成360等份, 相当于将圆周等分成2π等份,每一等份对应的圆心角 每一等份对应的圆心角定义为1度。 大小为1弧度。 A l 弧长 l O B r 半径 r 弧长 l 2 r运动一周: 2 弧度 半径 r r  2 弧度 360
  • 14. Δl用ω表示角速度,用Δθ表示半径转过的角度,用Δt 表示时间,则:【注意】 t这里的角度不用我们平常所说的度作单位,而是用_________作单位。度和弧度都是角度这个物 弧度(rad)理量的单位,弧度是角度的国际单位。 π1800=____rad π 3600=____rad 2角速度的单位是______________ 弧度每秒(rad/s)
  • 15. 角速度小结(1)角速度的物理意义 Δl 描述质点转过的圆心角的快慢(2)角速度的定义 在匀速圆周运动中,连接运动 质点和圆心的半径转过Δθ的 角度跟所用时间Δt的比值,就 是质点运动的角速度;(3)角速度的定义式 定义式:ω= ∆Ө/∆t (4)角速度的单位是弧度每秒(rad/s)
  • 16. 要描述一个物体作匀速圆周运动的快慢,除了线速度和角速度乊外,还有其它的量,就是周期和转速。1)、周期 作匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期 。 秒(s)符号:_____,国际单位是________ T 物体作匀速圆周运动,运动越快,周期越____;运动越慢,周期越____。 短 长
  • 17. 2)、转速 指单位时间内转过的圈数。 转每秒(r/s)符号:_____,国际单位是__________ n 物体作匀速圆周运动越快,转过一周 短所用的时间就越短,周期越___,每秒钟 高转过的圈数也就越多,转速越____ 频率:周期的倒数。 1 单位:HZ (赫兹) f T
  • 18. 例题: 一个质点绕半径为r的圆周运动,它的周期为T,求质点的线 r速度v和角速度ω l 2 r v t T 2 v r t T
  • 19. 线速度、角速度、周期间的关系: 2 r v T 2 T v r
  • 20. 实例探究例1、物体做匀速圆周运动时,下列哪些量不变 ( ACD )A、速率 B、速度C、角速度 D、周期例2、做匀速圆周运动的飞机,运动半径为4000m,线速度为80m/s,则周期为______s,角速度为______rad/s 314 0.02
  • 21. 常见传动从动装置a、皮带传动 b、齿轮传动-边沿处线速度大小相等 -边沿处线速度大小相等c、自行车c钢条上离圆心不同远近的质点-角速度相等
  • 22. 典型题型分析:1.同轴多轮转动:除转轴外各点角速度相同。 (或圆盘转动)2.皮带传动:轮与皮带之间不打滑,轮边缘和 皮带上各点线速度大小相等,同一轮上各点的角速度相等。3.齿轮传动:接触点处线速度大小、方向都相 同,轮缘上各点线速度大小相等,同一轮上 各点的角速度相等。
  • 23. 2 :1: 2 1:1: 2 实例探究O1 O2
  • 24. 2 :1:1 1:1:1 实例探究O1 O2
  • 25. 2 :1: 2 :1 1:1: 2 : 2 实例探究 O1 O2图中B、D分别为O2A和O1C的中点
  • 26. 巩固训练 方向1、做匀速圆周运动的物体线速度的 大小 不变, 时刻在变,所以线速度是 变量 (填恒量或变量),所以匀速圆周运动中,匀速的含义是 线速度的大小不变 。2、对于做匀速圆周运动的物体,哪些物理量是一定的? 周期、角速度 、频率、转速3、某电钟上秒针、分针的长度比为 d1 :d2 =1:2,求: A:秒针、分针尖端的线速度乊比是__________ 30:1 B:秒针、分针转动的角速度乊比是__________ 60:1
  • 27. 4、半径为40cm,转速1200r/min.求(1)砂轮转动的周期;(2)砂轮转动的角速度;(3)砂轮边缘上一点线速度的大小?解: n=1200r/min=20r/s T=0.05s 2π 2π =40πrad/s ω= T = 0.05S 2πr 2π×0.4m =16πm/s V= T = 0.05S
  • 28. 5、靠摩擦传动作匀速圆周运动的大小两轮接触面互不打滑当A顺时针转时B点会怎样运动?B点逆时针运动VB和VA有什么关系?VB=VA B A
  • 29. 描述匀速圆周运动快慢的物理量:1.线速度(大小):物体做匀速圆周运动通过的弧长 和 l 所用时间 的比值。 t l v 单位: / s m t 物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。2.角速度:物体做匀速圆周运动,连接运动物体和圆心 的半径转过的角度 和所用时间 的比值。 t 单位:rad / s t 物理意义:描述质点转过圆心角的快慢。3.周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。 T 单位:s 14.频率:周期的倒数。 f 单位:Hz T5.转速:每秒转过的圈数。n 单位: / s r