高一物理 第五章第5節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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1、前面我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)中的一種前面我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)中的一種運(yùn)動(dòng)實(shí)例,如:運(yùn)動(dòng)實(shí)例,如:“平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)”、“斜拋斜拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)”等,其實(shí)曲線運(yùn)動(dòng)還有很多種,等,其實(shí)曲線運(yùn)動(dòng)還有很多種,圓周運(yùn)動(dòng)也是一種。今天這節(jié)課我們就圓周運(yùn)動(dòng)也是一種。今天這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)另一種曲線運(yùn)動(dòng),也是圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)另一種曲線運(yùn)動(dòng),也是圓周運(yùn)動(dòng)中最簡(jiǎn)單的一種中最簡(jiǎn)單的一種勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)。熱身熱身一、你對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有什么認(rèn)識(shí)?一、你對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有什么認(rèn)識(shí)?1)、圓周運(yùn)動(dòng)的定義:)、圓周運(yùn)動(dòng)的定義:運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡在圓周軌跡在圓周上的運(yùn)動(dòng)。上的運(yùn)動(dòng)。前面我們?cè)谥本€運(yùn)動(dòng)中學(xué)習(xí)過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng)。前面我們?cè)谥本€運(yùn)動(dòng)

2、中學(xué)習(xí)過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng)。所謂勻速直線運(yùn)動(dòng),指質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),在所謂勻速直線運(yùn)動(dòng),指質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),在相等相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相等,這樣的運(yùn)動(dòng)叫勻速直線,這樣的運(yùn)動(dòng)叫勻速直線運(yùn)動(dòng)。同樣的,我們可以類似的給出勻速圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)。同樣的,我們可以類似的給出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義:動(dòng)的定義: 2)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義:)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間里相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻速,這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)電風(fēng)扇選用不同的檔位時(shí),葉片電風(fēng)扇選用不同的檔位時(shí),葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不同,但都是圓周運(yùn)

3、動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不同,但都是圓周運(yùn)動(dòng)。二、那如何來(lái)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢呢?二、那如何來(lái)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢呢?勻速直線運(yùn)動(dòng)速度等于位移和時(shí)勻速直線運(yùn)動(dòng)速度等于位移和時(shí)間的比值間的比值,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移越,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移越大,說(shuō)明物體的速度越大,運(yùn)動(dòng)的越大,說(shuō)明物體的速度越大,運(yùn)動(dòng)的越快。而勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體是沿圓弧快。而勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體是沿圓弧運(yùn)動(dòng)的。對(duì)于一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),運(yùn)動(dòng)的。對(duì)于一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度越長(zhǎng),說(shuō)越長(zhǎng),說(shuō)明這個(gè)作圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的越快。明這個(gè)作圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的越快。svt因此,我們可以利用因此,我們可以利

4、用物體單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的物體單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)來(lái)表示物體作圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。這就是來(lái)表示物體作圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。這就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度線速度。用。用v表示線速度,表示線速度,用用s表示通過(guò)的弧長(zhǎng),用表示通過(guò)的弧長(zhǎng),用t表示時(shí)間,則表示時(shí)間,則 :S這里的這里的S不是位不是位移!而是弧長(zhǎng)!移!而是弧長(zhǎng)!弧長(zhǎng)的國(guó)際單位是弧長(zhǎng)的國(guó)際單位是_ , 時(shí)間時(shí)間的國(guó)際單位是的國(guó)際單位是_, 因此線速因此線速度的國(guó)際單位是度的國(guó)際單位是_?!咀⒁狻咀⒁狻縨sm/s勻速直線運(yùn)動(dòng)中勻速直線運(yùn)動(dòng)中速度是速度是個(gè)個(gè)矢量矢量,有大小也有方向。,有大小也有方向。同樣的,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度也是個(gè)矢量,同

5、樣的,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度也是個(gè)矢量,大大小小可以利用上面的可以利用上面的公式計(jì)算公式計(jì)算,而方向就是圓周上,而方向就是圓周上該點(diǎn)的切線方向該點(diǎn)的切線方向。S問(wèn):?jiǎn)枺骸皠蛩賵A周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中的中的“勻速勻速”指的是不是指的是不是 “勻速勻速直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)”中的中的“勻速勻速”?不是!不是!“勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)”中的中的“勻速勻速”指的是速度的大小指的是速度的大小和方向均不變。而和方向均不變。而“勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中速度的中速度的大大小小雖然雖然不變不變,但速度的,但速度的方向時(shí)刻在變方向時(shí)刻在變。動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)一定具有一定具有_。勻速直線運(yùn)動(dòng)中勻速直線運(yùn)動(dòng)中速度是速度是個(gè)個(gè)矢量

6、矢量,有大小也有方向。,有大小也有方向。同樣的,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度也是個(gè)矢量,同樣的,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度也是個(gè)矢量,大大小小可以利用上面的可以利用上面的公式計(jì)算公式計(jì)算,而方向就是圓周上,而方向就是圓周上該點(diǎn)的切線方向該點(diǎn)的切線方向。S【注意【注意】勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是,“勻速勻速”指指的是的是的意思的意思 所以,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體:所以,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體:所受合外力所受合外力_零,零,加速度加速度一定不等于一定不等于 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在單位時(shí)間內(nèi)通物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)過(guò)弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)S ,而在此時(shí)間內(nèi),半徑也一定轉(zhuǎn)過(guò),而在此時(shí)間內(nèi),半徑也一定轉(zhuǎn)過(guò)一

7、個(gè)一個(gè)角度角度j j。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)越快,單。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)越快,單位時(shí)間通過(guò)的弧長(zhǎng)就越長(zhǎng),位時(shí)間通過(guò)的弧長(zhǎng)就越長(zhǎng),轉(zhuǎn)過(guò)的角度也就越大。轉(zhuǎn)過(guò)的角度也就越大。jS勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢還勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢還可以利用可以利用單位時(shí)間內(nèi)半徑單位時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度轉(zhuǎn)過(guò)的角度來(lái)描述,也就是來(lái)描述,也就是角速度。角速度。所以:所以:jS用用表示角速度,用表示角速度,用j j表示半表示半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度,用徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度,用t 表示時(shí)間,表示時(shí)間,則則: tj這里的角度不用我們平常所說(shuō)的度作單位,而是這里的角度不用我們平常所說(shuō)的度作單位,而是用用_作單位。度和弧度都是角度這個(gè)物作單位。度和弧度都是角度這個(gè)物

8、理量的單位,弧度是角度的理量的單位,弧度是角度的國(guó)際單位國(guó)際單位。【注意【注意】弧度弧度(rad)1800=_rad3600=_rad2角速度角速度的單位是的單位是_弧度每秒弧度每秒(rad/s)因此,勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是:因此,勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是: 角速度角速度_的圓周運(yùn)動(dòng);線速度的圓周運(yùn)動(dòng);線速度_的圓周運(yùn)動(dòng)。的圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)于一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),有兩個(gè)速對(duì)于一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),有兩個(gè)速度用來(lái)表示它運(yùn)動(dòng)的快慢,一個(gè)是線速度用來(lái)表示它運(yùn)動(dòng)的快慢,一個(gè)是線速度,一個(gè)是角速度,其實(shí)度,一個(gè)是角速度,其實(shí)線速度就是物線速度就是物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度,只是為,只是為了和角

9、速度相對(duì)應(yīng),而加了一個(gè)了和角速度相對(duì)應(yīng),而加了一個(gè)“線線”字字 不變不變大小不變大小不變要描述一個(gè)物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,除要描述一個(gè)物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,除了線速度和角速度之外,還有其它的量,就了線速度和角速度之外,還有其它的量,就是是周期周期和和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。 1)、周期)、周期作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做時(shí)間叫做周期周期 。符號(hào):符號(hào):_,國(guó)際單位是,國(guó)際單位是_T秒秒(s)物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)越快,周期物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)越快,周期越越_;運(yùn)動(dòng)越慢,周期越;運(yùn)動(dòng)越慢,周期越_。短短長(zhǎng)長(zhǎng)2)、轉(zhuǎn)速)、轉(zhuǎn)速指單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。指

10、單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。符號(hào):符號(hào):_,國(guó)際單位是,國(guó)際單位是_n轉(zhuǎn)每秒轉(zhuǎn)每秒(r/s) 物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)越快,轉(zhuǎn)過(guò)一周物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)越快,轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間就越短,周期越所用的時(shí)間就越短,周期越_,每秒鐘,每秒鐘轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)也就越多,轉(zhuǎn)速越轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)也就越多,轉(zhuǎn)速越_高高短短r例題例題: 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)繞半徑為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)繞半徑為r的的圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng),它的周期為它的周期為T,求求質(zhì)點(diǎn)的線速度質(zhì)點(diǎn)的線速度v和角速度和角速度 2 rTsvttj2T完成課本完成課本P46討論與交流討論與交流r例題例題: 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)繞半徑為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)繞半徑為r的的圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng),它的周期為它的周期為T,求求質(zhì)點(diǎn)的線速度質(zhì)點(diǎn)

11、的線速度v和角速度和角速度 2 rTsvttj2T去去T得:得:vr例例1、物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列哪、物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列哪些量不變些量不變 ( )A、速率、速率 B、速度、速度 C、角速度、角速度 D、周期、周期例例2、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛機(jī),運(yùn)動(dòng)半、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛機(jī),運(yùn)動(dòng)半徑為徑為4000m,線速度為,線速度為80m/s,則周期,則周期為為_(kāi)s,角速度為,角速度為_(kāi)rad/sACD3140.02常見(jiàn)傳動(dòng)從動(dòng)裝置常見(jiàn)傳動(dòng)從動(dòng)裝置a、皮帶傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)b、齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)c、自行車自行車c鋼條上離圓心不同鋼條上離圓心不同遠(yuǎn)近的質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)近的質(zhì)點(diǎn)角速度相等角速度相等線速度相等線速度相等線速

12、度相等線速度相等1、半徑為、半徑為40cm,轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速1200r/min求(求(1)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期;(砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期;(2)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;(3)砂輪邊緣上一點(diǎn)線速度的大???)砂輪邊緣上一點(diǎn)線速度的大小?n=1200r/min=20r/s解:解:T=0.05s=2T=20.05SV=2rT=20.4m0.05S=40rad/s=16m/s2、靠摩擦傳動(dòng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的大小兩輪、靠摩擦傳動(dòng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的大小兩輪接觸面互不打滑接觸面互不打滑當(dāng)當(dāng)A順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)B點(diǎn)會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?點(diǎn)會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?B點(diǎn)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)點(diǎn)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)VB和和VA有什么關(guān)系?有什么關(guān)系?VB=VAAB3、機(jī)械手表的時(shí)針、分針、秒針的角速、機(jī)械手表的時(shí)針、分針、秒針的角速度之比度之比 ( )A、1:60:30 B、1:12:360C、1:12:720 D、1:60:720C

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