高中物理必修2__5-4《圓周運(yùn)動(dòng)》

1、圓周運(yùn)動(dòng)1知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2、理解什么是線速度、角速度和周期、理解什么是線速度、角速度和周期 3理解線速度、角速度和周期之間的理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系關(guān)系在物理學(xué)中，把質(zhì)點(diǎn)的在物理學(xué)中，把質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓或圓弧的一部運(yùn)動(dòng)軌跡是圓或圓弧的一部分分的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)。觀察自行車(chē)的大齒輪，小齒輪，后輪中的質(zhì)點(diǎn)都在做圓自行車(chē)的大齒輪，小齒輪，后輪中的質(zhì)點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng)。哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些？周運(yùn)動(dòng)。哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些？思考與討論思考兩物體均做圓周運(yùn)動(dòng)，怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？?jī)晌矬w均做圓周運(yùn)動(dòng)，怎樣比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？比較物體比較物體在一段時(shí)

2、在一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)間內(nèi)通過(guò)的的圓弧的圓弧的長(zhǎng)短長(zhǎng)短比較物體比較物體在一段時(shí)在一段時(shí)間內(nèi)半徑間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角轉(zhuǎn)過(guò)的角度度比較物體比較物體轉(zhuǎn)過(guò)一圈轉(zhuǎn)過(guò)一圈所用所用時(shí)間時(shí)間比較物體比較物體在一段時(shí)在一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的的圈數(shù)圈數(shù)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量1、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。2、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)通過(guò)的弧長(zhǎng)的弧長(zhǎng) l 和所用時(shí)間和所用時(shí)間 t 的比值的比值叫做叫做線速度的大小線速度的大小。3、大?。?、大?。?、單位：、單位：m/sv =tl5、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿

3、圓周上該點(diǎn)的該點(diǎn)的切線方向切線方向。l是弧長(zhǎng)并非位移是弧長(zhǎng)并非位移當(dāng)當(dāng)t 趨近零時(shí)趨近零時(shí),弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)l 就等于物體的位移就等于物體的位移,式式中的中的v ,就是直線運(yùn)動(dòng)就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度中學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度.矢量矢量ltvvvo定義：定義：物體物體沿著圓周沿著圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)，并且動(dòng)，并且線速度的大小線速度的大小處處相等處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫，這種運(yùn)動(dòng)叫做做勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)。率率勻速圓周運(yùn)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)中的“勻勻速速”指速度指速度不變嗎？不變嗎？注意：注意：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一 種變加速曲線運(yùn)動(dòng)種變加速曲線運(yùn)動(dòng)加速度方向在變化加速度方向在變化1、物理意義：、物理意義：描述

4、質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的快慢描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的快慢程度的物理量程度的物理量。2、定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑、定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過(guò)圓心角過(guò)圓心角與所用時(shí)間與所用時(shí)間tt的的比值比值叫做角速度。叫做角速度。3、大?。?、大?。?、單位：、單位：弧度弧度/ /秒秒 rad/srad/s 或或 s -1s -1=t 采用弧采用弧度制度制說(shuō)明：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。角度制和弧度制角度制和弧度制2、弧度制：、弧度制：相當(dāng)于將圓周等分成相當(dāng)于將圓周等分成2等份，每一等份對(duì)等份，每一等份對(duì)應(yīng)的圓心角大小為應(yīng)的圓心角大小為1弧度?；《?。oABrl1、角度制：、角度

5、制：將圓周等分成將圓周等分成360等等份，每一等份對(duì)應(yīng)的份，每一等份對(duì)應(yīng)的圓心角定義為圓心角定義為1度。度。 圓心角圓心角的大小可以用弧長(zhǎng)和半徑的比值來(lái)的大小可以用弧長(zhǎng)和半徑的比值來(lái)描述描述, ,這個(gè)比值是沒(méi)有單位的這個(gè)比值是沒(méi)有單位的, ,為了描述問(wèn)題為了描述問(wèn)題的方便的方便, ,我們我們“給給”這個(gè)比值一個(gè)單位這個(gè)比值一個(gè)單位, ,這就這就是是弧度（弧度（radrad）. .練習(xí)：練習(xí)：1800對(duì)應(yīng)多少弧度？對(duì)應(yīng)多少弧度？ 900對(duì)應(yīng)多少弧度？對(duì)應(yīng)多少弧度？ 3、角速度的單位、角速度的單位: 弧弧度度/ /秒秒rad/s 或或 s-1弧度度半徑弧長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)一周 23602RR2Rl半徑弧長(zhǎng)q做

6、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果轉(zhuǎn)過(guò)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間越少，那么就表示一周所用的時(shí)間越少，那么就表示運(yùn)動(dòng)得越快。運(yùn)動(dòng)得越快。周期：周期：T表示運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間表示運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間勻速圓周運(yùn)動(dòng)是周期不變的運(yùn)動(dòng)！勻速圓周運(yùn)動(dòng)是周期不變的運(yùn)動(dòng)！周期的倒數(shù)叫頻率周期的倒數(shù)叫頻率表示一秒內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)表示一秒內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)頻率：頻率：頻率越高表明物體運(yùn)轉(zhuǎn)得越快！頻率越高表明物體運(yùn)轉(zhuǎn)得越快！1fT單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速：n轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n越大表明物體運(yùn)動(dòng)得越快！越大表明物體運(yùn)動(dòng)得越快！描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量周期周期頻率頻率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速定義定義符號(hào)符號(hào)單位單位物理

7、物理意義意義關(guān)系關(guān)系nr/s或或r/min描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢 物體運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)一周所用一周所用的時(shí)間的時(shí)間TsHz或或s-1n = = f = =T1物體在單位物體在單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)間所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)的圈數(shù)f物體在單位物體在單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)間所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)的圈數(shù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)是 周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變的運(yùn)動(dòng)！周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變的運(yùn)動(dòng)！1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，線速度、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，線速度不變，不變， 時(shí)刻在變，線速度是時(shí)刻在變，線速度是 (恒量或變量恒量或變量),勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是 , 勻速的含義是勻速的含義是 。 大小大小

8、方向方向變量變量變加速曲線運(yùn)動(dòng)變加速曲線運(yùn)動(dòng)線速度的大小不變線速度的大小不變練習(xí)練習(xí)2、對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法正確的是：正確的是： （ ） A A、相等的時(shí)間里通過(guò)的路程相等、相等的時(shí)間里通過(guò)的路程相等B B、相等的時(shí)間里通過(guò)的弧長(zhǎng)相等、相等的時(shí)間里通過(guò)的弧長(zhǎng)相等C C、相等的時(shí)間里發(fā)生的位移相同、相等的時(shí)間里發(fā)生的位移相同D D、相等的時(shí)間里轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等、相等的時(shí)間里轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等E E、相等的時(shí)間里平均速度相同、相等的時(shí)間里平均速度相同ABD練習(xí)練習(xí)練習(xí)練習(xí)3、自行車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)速為自行車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)速為120r/min,120r/min,車(chē)輪半徑為車(chē)輪

9、半徑為35cm,35cm,則自行車(chē)則自行車(chē)車(chē)輪的車(chē)輪的周期周期. .角速度是多少角速度是多少, ,前前進(jìn)的速度多大進(jìn)的速度多大? ?思考線速度、角速度與周期的關(guān)系？線速度、角速度與周期的關(guān)系？設(shè)物體做半徑為設(shè)物體做半徑為 r 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：v =T2r線速度與周期的關(guān)系：線速度與周期的關(guān)系：角速度與周期的關(guān)系：角速度與周期的關(guān)系：=T2nfT222思考線速度與角速度的關(guān)系？線速度與角速度的關(guān)系？設(shè)物體做半徑為設(shè)物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在t內(nèi)通內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為過(guò)的弧長(zhǎng)為l ，半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度為由數(shù)學(xué)知識(shí)得由數(shù)學(xué)知識(shí)得l = rv = = =

10、rtltrv =rl r當(dāng)當(dāng)V一定時(shí)，一定時(shí)，與與r成反比成反比當(dāng)當(dāng)一定時(shí)，一定時(shí)，V與與r成正比成正比當(dāng)當(dāng)r一定時(shí)，一定時(shí)，V與與成正比成正比關(guān)于關(guān)于r的討論：的討論：根據(jù)上面的公式，得出速度與角速度根據(jù)上面的公式，得出速度與角速度成正成正比，你同意這種說(shuō)法嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由比，你同意這種說(shuō)法嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由小結(jié)：小結(jié)：1.圓周運(yùn)動(dòng)的定義是什么，怎樣的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)？2.描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有那些，他們之間的關(guān)系是怎樣的？ 復(fù)習(xí)與思考 1、傳動(dòng)裝置線速度的關(guān)系、傳動(dòng)裝置線速度的關(guān)系a、皮帶傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)線速度相等線速度相等b b、齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)線速度相等線速度相等同一傳動(dòng)各

11、輪邊緣上線速度相等同一傳動(dòng)各輪邊緣上線速度相等兩個(gè)重要的結(jié)論兩個(gè)重要的結(jié)論共軸轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題共軸轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題兩紅點(diǎn)處轉(zhuǎn)動(dòng)角速度有什么關(guān)系？?jī)杉t點(diǎn)處轉(zhuǎn)動(dòng)角速度有什么關(guān)系？ABC2、同軸轉(zhuǎn)動(dòng)輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系同軸轉(zhuǎn)動(dòng)輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系同軸轉(zhuǎn)動(dòng)輪上各點(diǎn)的角速度相等同軸轉(zhuǎn)動(dòng)輪上各點(diǎn)的角速度相等對(duì)自行車(chē)三輪轉(zhuǎn)動(dòng)的描述對(duì)自行車(chē)三輪轉(zhuǎn)動(dòng)的描述CBA(1)A、B的線速度相同的線速度相同(2)B、C的角速度相同的角速度相同(3)B比比A角速度大角速度大(4)C比比B線速度大線速度大 如圖5所示，A、B兩輪半徑之比為1：3，兩輪邊緣擠壓在一起，在兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)中，接觸點(diǎn)不存在打滑的現(xiàn)象，則兩輪邊緣的線速度大小之比等于_。A輪

12、半徑中點(diǎn)與B輪邊緣的角速度大小之比等于_。BA圖51 1、關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，下列說(shuō)法、關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，下列說(shuō)法中正確的是中正確的是 （）（）A A速度的大小和方向都不變速度的大小和方向都不變B B速度的大小和方向都改變速度的大小和方向都改變C C速度的大小改變，方向不變速度的大小改變，方向不變DD速度的大小不變，方向改變速度的大小不變，方向改變 勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度大?。ㄋ俾剩┎蛔?，勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度大?。ㄋ俾剩┎蛔?，速度方向不斷變化。速度方向不斷變化。D練習(xí)練習(xí)2 2、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和線速度，下列、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和線速度，下列說(shuō)法正確的是（）說(shuō)法正確的

13、是（）A A半徑一定，角速度與線速度成反比半徑一定，角速度與線速度成反比B B半徑一定，角速度與線速度成正比半徑一定，角速度與線速度成正比C C線速度一定，角速度與半徑成正比線速度一定，角速度與半徑成正比DD角速度一定，線速度與半徑成反比角速度一定，線速度與半徑成反比提示：提示：rv B練習(xí)練習(xí)3 3、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,10s ,10s 內(nèi)沿半徑為內(nèi)沿半徑為20m20m的圓周運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為的圓周運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為100m,100m,求：求：（1 1）線速度）線速度 （2 2）角速度）角速度 （3 3）周期）周期tlvsm /10100sm /10rvsrad /2010srad

14、 /5 . 02Ts4練習(xí)練習(xí)練習(xí)練習(xí)4 4、如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為、如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為r r、2 2r r、4 4r r，b b點(diǎn)到圓心的距離為點(diǎn)到圓心的距離為r r，求圖中，求圖中a、b b、c c、d d各點(diǎn)的線速度之比、角速度之比。各點(diǎn)的線速度之比、角速度之比。 同一輪上各點(diǎn)的同一輪上各點(diǎn)的角速度角速度（周期（周期、轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速）都相同都相同 通過(guò)皮帶傳動(dòng)的兩輪與皮通過(guò)皮帶傳動(dòng)的兩輪與皮帶接觸的邊緣上各點(diǎn)的帶接觸的邊緣上各點(diǎn)的線速線速度度大小相等。大小相等。提示：提示：dcbcavv 一半徑為R=2m的圓環(huán)以直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=2s，環(huán)上有M、N兩點(diǎn)，如圖524所示。試求M、N兩點(diǎn)的角速度和線速度。小結(jié)1 1、圓周運(yùn)動(dòng)的概念圓周運(yùn)動(dòng)的概念3 3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及性質(zhì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及性質(zhì)2 2、描述圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量