《高中物理 第二章 第一節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件 粵教版必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第二章 第一節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件 粵教版必修2(18頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二章圓周運(yùn)動(dòng)第一節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)一、圓周運(yùn)動(dòng)的定義圓1圓周運(yùn)動(dòng):如果質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是_,那么這一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)圓弧長(zhǎng)度2勻速圓周運(yùn)動(dòng):質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間內(nèi)通過的_相等,那么,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)二、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1線速度:質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)通過的弧長(zhǎng) l 跟通過這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間 t 的比值,叫做線速度則有 v_,單位是_,線速度不僅有_,也有_線速度的方向是在圓周上該點(diǎn)的_方向勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小_的圓周運(yùn)動(dòng)2角速度:質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)所在半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時(shí)間 t 的比值,叫做角速度,用來表示則有_,單位是_對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)來說
2、,是_的,因此勻速圓周運(yùn)動(dòng)也是角速度不變的圓周運(yùn)動(dòng)lt米每秒(m/s)大小方向切線不變t弧度每秒(rad/s)恒定不變3周期與頻率:質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間,叫做_,用符號(hào)_表示,單位是_周期的倒數(shù)叫做頻率,用 f 來表示,則有 f_,單位是赫茲,用符號(hào) Hz 表示4轉(zhuǎn)速:質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做轉(zhuǎn)速,用符號(hào)_表示轉(zhuǎn)速的單位是_,符號(hào)是_;或者轉(zhuǎn)每分,符號(hào)是 r/min.周期T秒(s)n轉(zhuǎn)每秒r/s1T問題1:質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),我們?cè)盟俣缺硎举|(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),我們又可以用什么物理量來表示其運(yùn)動(dòng)的快慢呢?這些物理量之間又有什么關(guān)系?問題2:兩物體
3、均做圓周運(yùn)動(dòng),怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢?圖 211答案:1質(zhì)點(diǎn)在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)(設(shè)其軌道半徑為 r),由于其運(yùn)動(dòng)的特殊性,我們可以用多個(gè)物理量來描述,如線速度 v(速率)、角速度、周期 T 等物理量來描述其運(yùn)動(dòng)的快慢它們之間的關(guān)系可以從其定義出發(fā)得到,最后可得它們之間有如下關(guān)系:vr 和2T,這兩個(gè)關(guān)系式在解決有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)很有用,同學(xué)們要理解并記住2方法:比較物體在同一段時(shí)間內(nèi)通過的圓弧的長(zhǎng)短;比較物體在同一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度;比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時(shí)間;比較物體在同一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)要點(diǎn)1線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速的理解3、n 的關(guān)系:物體在 1 s 內(nèi)轉(zhuǎn)過 n 圈,1 圈轉(zhuǎn)過的
4、角度為 2,則 1 s 內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度2n,即2n.4v、r 的關(guān)系:vr.【例1】已知某一機(jī)械秒表的分針和秒針長(zhǎng)(指轉(zhuǎn)動(dòng)軸到針尖的距離)分別為 1 cm 和 1.3 cm,它正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可視為勻速轉(zhuǎn)動(dòng),試求:(1)分針和秒針的周期和轉(zhuǎn)速;(2)分針和秒針的針尖線速度大??;(3)分針和秒針的角速度大小f分1T分13 600Hz,n分f分13 600r/sT秒60 s,f秒1 1T秒 60Hz,n秒f秒160r/s.解:已知:秒針轉(zhuǎn)一圈所用時(shí)間為 60 s,分針轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間為 1 h.(1)T分1 h6060 s3 600 s12010 年溫哥華冬季奧運(yùn)會(huì)雙人滑比賽中,申雪、趙宏博拿到中國(guó)花樣滑
5、冰史上首枚冬季奧運(yùn)會(huì)金牌,如圖 212所示趙宏博(男)以自己為轉(zhuǎn)軸拉著申雪(女)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為 30 r/min.申雪的腳到轉(zhuǎn)軸的距離為 1.6 m求:(1)申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度;(2)申雪的腳運(yùn)動(dòng)速度的大小動(dòng)速度vr1.6 m/s5.0 m/s.圖 212解:(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速n30 r/min0.5 r/s角速度2n20.5 rad/s rad/s(2)申雪的腳做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1.6 m,所以她的腳的運(yùn)傳動(dòng)類型圖示結(jié)論共軸傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同, 即都逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),或都順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)定量關(guān)系:A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相同、角速度相同,進(jìn)而可知兩者線速度與其半徑成正比皮帶(鏈條)
6、傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):兩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與皮帶的繞行方式有關(guān),可同向轉(zhuǎn)動(dòng),也可反向轉(zhuǎn)動(dòng)定量關(guān)系:由于 A、B 兩點(diǎn)相當(dāng)于皮帶上的不同位置的點(diǎn), 所以它們的線速度必然相同,兩者角速度與其半徑成反比、周期與其半徑成正比要點(diǎn)2傳動(dòng)裝置中各物理量間的關(guān)系傳動(dòng)類型圖示結(jié)論齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):當(dāng) A 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng) A 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)TA r1定量關(guān)系:vavb(線速度); TB r2 n1 A r2 n2 ; (n1、n2 分別表示兩 n2 B r1 n1齒輪的齒數(shù))續(xù)表【例2】如圖 213 所示的傳動(dòng)裝置中,B、C 兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),A、B 兩輪用皮帶傳動(dòng),三輪半徑關(guān)系為 r
7、ArC2rB.若皮帶不打滑,求 A、B、C 輪邊緣上的 a、b、c 三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比圖 213 解:A、B兩輪通過皮帶傳動(dòng),皮帶不打滑,A、B兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等,即vavb,故vavb11.B、C兩個(gè)輪子固定在一起,屬于同軸傳動(dòng),它們上面的任何一點(diǎn)具有相同的角速度,即bc11.因?yàn)?,vavb,rA2rB所以abrBrA12又因?yàn)関r,bc,rC2rB所以vbvcrBrC12綜合可知:abc122vavbvc112.2如圖 214 所示,為一皮帶傳動(dòng)裝置,右輪的半徑為r,a 是它邊緣上的一點(diǎn),左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑為 4r,小輪的半徑為 2r,b 點(diǎn)在小輪上,到小輪中心
8、的距離為 r,c 點(diǎn)和d 點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上若在傳動(dòng)過程中,皮帶不打滑,則()圖 214CAa 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的線速度大小相等Ba 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的角速度大小相等Ca 點(diǎn)與 c 點(diǎn)的線速度大小相等Da 點(diǎn)與 d 點(diǎn)的線速度大小相等 勻速圓周運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)的區(qū)別勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng)這里的“勻速”是指線速度的大小不變,但線速度的方向不斷改變且始終沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)仍是一種變速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)是指速度的大小和方向都不變的勻速直線運(yùn)動(dòng))【例 3】(雙選)下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法,正確的是(A勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)C勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為零D勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速率恒定錯(cuò)因:認(rèn)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是速度不變的運(yùn)動(dòng),即勻速運(yùn)動(dòng)正解:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在改變,即使速度的大小不變,也是變速運(yùn)動(dòng),加速度不為零答案:BD3一個(gè)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是()A軌道半徑越大,線速度越大DB軌道半徑越大,角速度越小C軌道半徑越大,周期越大D以上說法都不正確解析:對(duì)于 A 選項(xiàng),只有在角速度不變時(shí),才能說軌道半徑越大,線速度越大同理,對(duì)于 B 選項(xiàng),只有在線速度不變時(shí),才能說軌道半徑越大,角速度越小