教科版高中物理必修二2.1《圆周运动》ppt课件

图2－1－3
二、匀速圆周运动的特点 1．质点做匀速圆周运动时，虽然速度大小不 变，但由于速度方向不断发生变化，所以 匀速圆周运动是一种变速运动．“匀速” 的实质是“匀速率”而非“匀速度”． 2．匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动． 3．匀速圆周运动是一种周期性的运动，即运 动的物体每经过一定的时间，又回到原来 的位置，其瞬时速度的大小和方向也恢复 到原来的大小和方向．
图 2－ 1－ 4
解析 首先寻找同一轮上不同点的相同物理 量 ω以及不同轮缘上不同点的相同物理量 v， 然后借助公式来比较求解．因同一轮子 (或固 结在一起的两轮 )上各点的角速度都相等，皮 带传动(皮带不打滑)中与皮带接触的轮缘上各 点在相等时间内转过的圆弧长度相等，其线 速度都相等．故本题中 B 、 C 两点的角速度相 等，即ωB＝ωC ① A、B两点的线速度大小相等，即vA＝vB ②
由②⑤式可得 A、B、C 三点线速度大小之比为 vA∶vB∶vC＝4∶4∶3. 2π 由 T＝ 及④式可得 A、B、C 三点的周期之比为
ω
TA∶TB∶TC＝1∶2∶2.
答案 4∶4∶3 2∶1∶1 1∶2∶2
借题发挥 (1) 同一轮子上各质点的角速度关 系：由于同一轮子上的各质点与转轴的连线 在相同的时间内转过的角度相同，因此各质 点角速度相同．各质点具有相同的ω、T和n. (2)在齿轮传动或皮带传动 (皮带不打滑，摩擦 传动中接触面不打滑 )装置正常工作的情况下， 皮带上各点及轮边缘各点的线速度大小相 等． 可巧记为：同一物体上各点角速度相同，不 同物体传动边缘线速度大小相等．
三、描述圆周运动的各物理量之间的关系
特点提醒
(1)v、ω、r 间的关系为瞬时对应关系．
(2)讨论 v、ω、r 三者间关系时，先确保一个量不变，再确 定另外两个量间的正、反比关系． 1 (3)公式 v＝ωr 适用于所有的圆周运动；关系式 T＝ f 适用于 所有具有周期性运动的情况．
传动装置中的物理量间的关系
因 A、B 两点分别在半径为 r1 和 r3 的轮缘上，r3＝2r1，故由 v ω＝ 及②式可得角速度 ωA＝2ωB r 由①③式可得 A、B、C 三点角速度之比为 ③
ωA∶ωB∶ωC＝2∶1∶1
④
3 3 因 B、C 分别在半径为 r3、r2 的轮缘上，r2＝ r1＝ r3， 2 4 4 故由 v＝rω 及①式可得线速度 vB＝ vC 3 ⑤
一、传动装置中各物理量间的关系 共轴转动 A 点和 B 点在同轴的一个圆盘上， 如图 2－1－1 所示，圆盘转动时，它们的线速 度、角速度、周期存在以下定量关系： vA r ω A＝ωB，v ＝R，TA＝TB. B 并且转动方向相同．
图 2－ 1－ 1
皮带传动 A 点和 B 点分别是两个轮子边缘的点， 两个轮子用皮带连起来，并且皮带不打 滑．如图 2－1－2 所示，轮子转动时， 它们的线速度、角速度、周期存在以下 定量关系： ω A r TA R vA＝vB， ＝ ， ＝ . ω B R TB r 并且转动方向相同．
线速度、角速度、周期之间的关系 s (1)线速度和角速度的关系：v＝ t ＝ ωr ．
2π r (2)线速度与周期的关系：v＝ T ．
2π (3)角速度与周期的关系：ω＝ T
．
一、传动装置中各物理量间的关系
共轴转动 A点和B点在同轴的一个圆盘上，如图211所示，圆盘转动 时，它们的线速度、角速度、周期存在以下定量关系： vA r ω A＝ωB，v ＝R，TA＝TB. B
图 2－ 1－ 2
齿轮转动 A 点和 B 点分别是两个齿轮边缘上的 点，两个齿轮轮齿啮合．如图 2－1－3 所示，齿轮转动时，它们的线速度、 角速度、周期存在以下定量关系： TA r1 n1 vA＝vB， ＝ ＝ ， TB r2 n2 ω A r2 n 2 ＝ ＝ . ω B r1 n 1 式中 n1、 n2 分别表示两齿轮的齿数． 两 点转动方向相反．
Δs ③大小：v＝ Δ t
，单位：m/s.
④线速度是矢量． ⑤方向：质点在圆周上某点的线速度方向沿圆周上该点的 切线方向．
(2)角速度 ω ①物理意义：描述质点转过圆心角的快慢． ②定义： 在匀速圆周运动中， 连接质点和圆心的半径所转过的 角度Δ φ 跟所用时间Δ t 的比值，就是质点的角速度． Δ θ ③大小：ω＝ ，单位：rad/s. Δ t ④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动．
匀速圆周运动 (1)圆周运动：物体的运动轨道是圆的运动 (2)匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在 圆孤长度 时间 任意相等的 内通过的 相等，这种运 动叫做匀速圆周运动． (3)匀速圆周运动的“匀速”是指匀速率而非 匀速度．
匀速圆周运动的线速度、角速度和周期 (1)线速度 ①物理意义：描述质点沿圆周运动的快 慢． ②定义：质点做匀速圆周运动通过的弧长Δs 和所用时间Δt的比值叫线速度．
1 圆周运动
1．根据实例归纳圆周运动的运动学特点，知 道它是一种特殊的曲线运动，知道它与一 般曲线运动的关系． 2．理解表征圆周运动的物理量，利用各物理 量的定义式，阐述各物理量的含义及相互 关系． 3．知道圆周运动在实际应用中的普遍性．用 半径、线速度、角速度的关系揭示生活、 生产中的圆周运动实例．从而对圆周运动 的规律有更深刻的领悟．

(3)周期T和频率f ①物理意义：周期和频率都是描述物体做圆 周运动快慢的物理量． 时间 ②定义：做圆周运动的物体运动一周所用的 叫做周期，用T表示，单位：s. ③匀速圆周运动是一种周期性的运动． 圈数 ④频率：做圆周运动的物体在单位时间内转 过的 叫做频率，用f表示，单位Hz，国际单 位是s－1. ⑤转速：单位时间内转动的圈数．用n表示， 单位：转/秒或转/分，符号分别为r/s，r/min.
【典例1】 如图2－1－4所示的皮带传动 装置(传动皮带是绷紧的且运动中不 打滑)中，主动轮O1的半径为r1，从 动轮O2有大小两轮固定在一个轴心 O2上，半径分别为r3、r2，已知r3＝ 2r1，r2＝1.5r1，A、B、C分别是三 个轮边缘上的点，则当整个传动装 置正常工作时，A、B、C三点的线 速度大小之比为________；角速度 之比为________；周期之比为 ________．