高一物理 圆周运动同步精讲
高中物理圆周运动专题讲解
圆周运动的向心力及其应用【要点梳理】要点一、物体做匀速圆周运动的条件要点诠释:物体做匀速圆周运动的条件:具有一定速度的物体,在大小不变且方向总是与速度方向垂直的合外力的作用下做匀速圆周运动。
要点二、关于向心力及其来源1、向心力要点诠释(1)向心力的定义:在圆周运动中,物体受到的合力在沿着半径方向上的分量叫做向心力.(2)向心力的作用:是改变线速度的方向产生向心加速度的原因。
(3)向心力的大小:22vF ma m mrrω===向向向心力的大小等于物体的质量和向心加速度的乘积;对于确定的物体,在半径一定的情况下,向心力的大小正比于线速度的平方,也正比于角速度的平方;线速度一定时,向心力反比于圆周运动的半径;角速度一定时,向心力正比于圆周运动的半径。
如果是匀速圆周运动则有:22222244vF ma m mr mr mr fr Tπωπ=====向向(4)向心力的方向:与速度方向垂直,沿半径指向圆心。
(5)关于向心力的说明:①向心力是按效果命名的,它不是某种性质的力;②匀速圆周运动中的向心力始终垂直于物体运动的速度方向,所以它只能改变物体的速度方向,不能改变速度的大小;③无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动,向心力总是变力,但是在匀速圆周运动中向心力的大小是不变的,仅方向不断变化。
2、向心力的来源要点诠释(1)向心力不是一种特殊的力。
重力(万有引力)、弹力、摩擦力等每一种力以及这些力的合力或分力都可以作为向心力。
(2)匀速圆周运动的实例及对应的向心力的来源 (如表所示):要点三、匀速圆周运动与变速圆周运动的区别1、从向心力看匀速圆周运动和变速圆周运动要点诠释:(1)匀速圆周运动的向心力大小不变,由物体所受到的合外力完全提供,换言之也就是说物体受到的合外力完全充当向心力的角色。
例如月球围绕地球做匀速圆周运动,它受到的地球对它的引力就是合外力,这个合外力正好沿着半径指向地心,完全用来提供月球围绕地球做匀速圆周运动的向心力。
高一物理圆周运动知识点
高一物理圆周运动知识点高一物理圆周运动知识点详解圆周运动是高中物理中的重要内容之一,它是描述物体在圆周轨道上运动的一种运动形式。
了解圆周运动的基本原理,对于解决相关物理问题具有重要的意义。
接下来,我们将分别从圆周运动的定义、力学分析和自由落体问题等方面,进行详细的论述。
1. 圆周运动的定义圆周运动是指物体沿着圆周轨道运动的过程。
在圆周运动中,物体的速度大小保持不变,而速度的方向则随着时间不断改变,指向圆心。
由此可知,圆周运动是一种变速运动。
2. 圆周运动的力学分析在进行圆周运动的物体上,必然存在向圆心指向的向心力。
向心力是维持物体做圆周运动的力。
根据牛顿第二定律,向心力与物体的质量和加速度有关。
所以,物体的向心加速度可以通过向心力与物体质量之间的关系来确定。
3. 向心力与圆周运动的关系向心力与圆周运动的关系可以用向心加速度的表达式来描述。
根据牛顿第二定律和向心加速度的定义,我们可以得到向心力与圆周运动半径和物体质量的关系公式:F = m·a_c = m·v^2/ r其中,F表示向心力,m表示物体的质量,v表示物体的速度,r表示圆周运动的半径,a_c表示向心加速度。
4. 圆周运动与自由落体问题在圆周运动中,物体绕圆心做匀速圆周运动时,当它与其他物体处于同一圆周轨道时,这两个物体之间的相互作用力可以使它们保持匀速运动。
这里与圆周运动相关的自由落体问题是指当物体在竖直方向上做圆周运动时,其重力与向心力之间的平衡问题。
5. 圆周运动的应用圆周运动在生活和科学研究中有着广泛的应用。
例如,在机械运动中,很多机器的旋转部分都是通过圆周运动来实现的;在天文学中,行星绕着太阳做圆周运动,卫星绕地球做圆周运动。
综上所述,圆周运动是高一物理中一个重要的知识点。
通过深入理解圆周运动的定义、力学分析、与自由落体问题的关系以及应用等方面,我们可以更好地解决和应用这一知识点。
深入学习圆周运动,不仅有助于提高物理学习的能力,也能拓宽我们对物理学的认识。
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我们应怎样描述链条传动和摩天轮的这两种现象呢?
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二、角速度
在国际单位制中,角速度的单位是弧 度每秒,符号是rad/s,s-1。
由于匀速圆周运动是线速度大小不变 的运动,物体在相等时间内通过的弧长相 等,所以物体在相等时间内转过的角度也 相等。因此可以说,匀速圆周运动是角速 度不变的圆周运动。
四、线速度与角速度的关系
如图所示,设想一物体由A沿圆弧运动到B。此物体通过的路程为Δs,所 用的时间为Δt,故线速度为
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高中物理__圆周运动__最全讲义与典型习题与答案详解
第三节圆周运动【知识清单】(一)匀速圆周运动的概念1、质点沿圆周运动,如果 _________________________________ 这种运动叫做匀速圆周运动。
2、匀速圆周运动的各点速度不同,这是因为线速度的____________ 时刻在改变。
(二)描述匀速圆周运动的物理量1、匀速圆周运动的线速度大小是指做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值。
方向沿着圆周在该点的切线方向。
2、匀速圆周运动的角速度是指做圆周运动的物体与圆心所连半径转过的角度跟所用时间的比值。
3、匀速圆周运动的周期是指 ____________________________________ 所用的时间。
(三)线速度、角速度、周期1、线速度与角速度的关系是V=宀r ,角速度与周期的关系式是宀=2 n/T。
2、质点以半径r=0.1m 绕定点做匀速圆周运动,转速n=300r/mi n ,则质点的角速度为________ rad/s,线速度为__________ m/s。
3、钟表秒针的运动周期为 _____________ s频率为___________ H z角速度为___________ rad/s。
(四)向心力、相信加速度1、向心力是指质点做匀速圆周运动时,受到的总是沿着半径指向圆心的合力,是变力。
2、向心力的方向总是与物体运动的方向________ ,只是改变速度的______________ ,不改变线速度的大小。
3、在匀速圆周运动中,向心加速度的_____________ 不变,其方向总是指向______________ ,是时刻变化的,所以匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。
4、向心加速度是由向心力产生的,在匀速圆周运动中,它只描述线速度方向变化的快慢。
5、向心力的表达式 ___________________ 。
__向心加速度的表达式___________________ 。
__6、向心力是按照效果命名的力,任何一个力或几个力的合力,只要它的作用效果是使物体产生__________ ,它就是物体所受的向心力。
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的多少 转过的角 的圈数
度大小
一、线速度
1、定义:做圆周运动的物体,在一小段时间△t内经过 的弧长为△s,则△s与△t的比值叫做线速度
2、定义式:v s 弧长 t 时间
3、单位:m/s
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但线速度方向时刻在发生变化。
说明:匀速圆周运动是角速度不变的运动。
或者运动的一样快?
比较物体在 比较物体 比较物体 【名校课堂】获奖PPT-[人教版]高中物理教材《圆周运动》PPT精讲课件(最新版本)推荐
1.某质点绕圆轨道做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
比较物体
相同时间内 转过一圈 在相同时 【名校课堂】获奖PPT-[人教版]高中物理教材《圆周运动》PPT精讲课件(最新版本)推荐
二、角速度
1、物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢。
2、定义:质点所在的半径绕 圆心转过角度Δθ和所用时间
Δt的比值叫做角速度。
3、大小:ω=
Δθ
Δt
t
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C.该质点速度大小不变,因而加速度为零, 当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。
的弧长为△s,则△s与△t的比值叫做线速度
处于平衡状态 始终与所在位置的半径垂直
【名校课堂】获奖PPT-[人教版]高中物理教材《圆周运动》PPT精讲课件(最新版本)推荐 比较物体在相同时间内通过的圆弧的长短
6.1 圆周运动(课件)高一物理同步精品课堂(新教材人教版必修第二册)
1.5r2
时针的线速度为
v2
2 12 3600
r2
【正确答案】AC
分针角速度与时针角速度的比值为
v1 v2
18
,C 正确,D 错误.
典例分析
【典例8】如图所示,圆环以直径AB为轴匀速转动,已知其半径R=0.5 m,转动周期T=4 s,求环上P点和Q点的角速度和线速度。 【解析】P 点和 Q 点的角速度相同,其大小是ω=2π T =2π 4 rad/s=1.57 rad/s。 P 点和 Q 点绕 AB 做圆周运动,其轨迹的圆心不同。P 点和 Q 点的圆周运动半径分 别为 rP=R·sin 30°=12R,rQ=R·sin 60°= 23R。 故其线速度分别为 vP=ω·rP=0.39 m/s,vQ=ω·rQ=0.68 m/s。
课堂小结
线速度:v S 2r
t T
圆
角速度: 2
周
t T
运
周期:T
动 频率:f
转速:n
描述 圆周 运动 各物 理量 间的 关系
v s r 2r 2fr 2nr
t
T
2 2f 2n v
t T
r
典例分析
【典例1】(2020·长春市第二实验中学高一期末)关于圆周运动,以 下说法中正确的是( ) A.做圆周运动的物体速度是变化的,做匀速圆周运动的物体速度是不 变的 B.做圆周运动的物体加速度是变化的,做匀速圆周运动的物体加速度 是恒定的 C.做圆周运动的物体受到的合外力方向不一定指向圆心 D.做匀速圆周运动物体的受到的合外力不一定等于向心力
v
加速度方向在变化
注意:匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。
三、角速度
矢量:高中阶段不研究方向
1、物理意义:描述质点转动的快慢。
6.1 圆周运动-高一物理(人教版2019必修第二册)
6.1:圆周运动一:知识精讲归纳考点一:匀速圆周运动1.圆周运动:物体的运动轨迹是圆的运动.2.匀速圆周运动质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等,这种运动就叫匀速圆周运动.3.匀速圆周运动的特点(1)线速度的大小处处相等.(2)由于匀速圆周运动的线速度方向时刻在改变,所以它是一种变速运动.这里的“匀速”实质上指的是“匀速率”而不是“匀速度”.考点二:描述圆周运动的物理量技巧归纳:v、ω及r间的关系(1)由v=ωr知,r一定时,v∝ω;ω一定时,v∝r.v与ω、r间的关系如图(2)由ω=v r 知,v 一定时,ω∝1r ,ω与r 间的关系如图考点三、常见的传动装置及其特点A 、B 两点在同轴的一个圆盘上两个轮子用皮带连接,A 、B 两点分别是两个轮子边缘的点两个齿轮轮齿啮合,A 、B 两点分别是两个齿轮边缘上的点角速度、周期相同线速度大小相同线速度大小相同二:考点题型归纳题型一:(匀速)圆周运动的定义1.(2023·高一)做匀速圆周运动的物体,在运动过程中一定变化的物理量是( ) A .线速度B .角速度C .周期D .转速2.(2022春·新疆伊犁·高一期中)下列说法正确的是( )A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.匀速圆周运动是一种匀变速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.物体做圆周运动时,线速度不变3.(2022春·内蒙古呼伦贝尔·高一期中)一质点做匀速圆周运动,任意相等的时间内下列说法中,错误的是()A.通过相等的弧长B.通过的位移相同C.转过相等的角度D.速度的变化不相同题型二:线速度问题4.(2023秋·江苏宿迁·高一泗阳县实验高级中学校考期末)物体做匀速圆周运动时,2s内通过的弧长为4m,则线速度大小为()A.2m/s B.6m/s C.8m/s D.1.2m/s5.(2021春·北京通州·高一期末)摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一绕中心轴在竖直平面内匀速转动。
高一物理(人教版)第二册精品教学讲义—生活中的圆周运动
(3)若Fn<mrω2 ,则外力不足以将物体拉回到原轨道上,而做离心运动,即“需要”大于“提供”或“提供不足”。
(4)若Fn=0,则物体做直线运动。
1.判断下列说法的正误.
(1)铁路的弯道处,内轨高于外轨.(×)
【变式训练1】(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图所示,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v0时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处()
A.路面外侧高、内侧低
B.车速只要低于v0,车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于v0,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动
【学习目标】
(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。
(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,知道合外力的作用效果。
【学习重难点】
明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
一、
1.火车在弯道上的运动特点
(1)火车在弯道上运动时做圆周运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,需要很大的向心力。
(2)汽车驶过拱形桥顶部时,对桥面的压力等于车重.(×)
(3)汽车行驶至凹形桥底部时,对桥面的压力大于车重.(√)
(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的航天员处于完全失重状态,故不再受重力.(×)
(5)做离心运动的物体可以沿半径方向向外运动.(×)
2.如图所示,汽车在通过水平弯道时,轮胎与地面间的摩擦力已达到最大值,若汽车转弯的速率增大到原来的 倍,为使汽车转弯时仍不打滑,其转弯半径应变为原来的________倍.
高三物理 圆周运动 知识精讲
高三物理 圆周运动 知识精讲一. 圆周运动:1. 定义:如果质点运动的轨迹是个圆,这种运动叫圆周运动。
例:圆盘绕O 点转动,谁在做圆周运动。
2. 圆周运动:是变速运动(非匀变曲线运动)3.匀速圆周运动:速度大小、不变的圆周运动,加速度大小不变,方向改变⎧ 匀速圆周运动:a v 切大小,=0不变 a 向大小恒定方向改变,改变v 的方向二. 匀速圆周运动:1. 定义:质点沿圆周运动,如果在任意相等时间内,通过圆弧的长度相等,叫质点沿圆周运动,运动方向时刻改变,即时速度方向为切线方向,即时速率不变,但方向改变。
2. 匀速圆周运动的向心力:(1)定义:质点做匀速圆周运动的物体产生的加速度的力。
(2)公式:F mv R m R m TR m f R ===⋅=22222244/ωππ(3)方向:总是指向圆心,沿半径方向。
说明:(4)任意圆周运动的物体都必须受到向心力作用。
(5)物体做匀速圆周运动,其所受的合外力必定指向圆心。
(6)向心力根据力的效果命名的,它不是单独的一个新的一种力,是由重力、弹力、摩擦力及其电场力。
磁场力的合力未命名。
例题:固定的圆锥形筒的内壁光滑,两个小球紧贴内壁在各自不同的水平面上做匀速圆周运动。
已知A 、B 两球的质量完全相同,试比较物理量的大小:它们的线速度vm R m R v v R R v v A A B BAB A BA B221==>>m R m R R R A A B BAB B AA Bωωωωωω22221==<<分析解题方法:1. 研究匀速圆周运动,首先确定圆轨道平面和圆心;2. 然后仔细对物体进行受力分析,搞清楚向心力的来源;3.例1. 径为N ma mg Nm v Rv m1152542542102101510100510151015=+≤⨯≤⨯-⨯⨯≤⨯⨯⨯... v m sv m s v m s21031550707707≤⨯=≤=/././(2)mg Nma -=22N mg mv R 22=-N 254151015105015=⨯-⨯⨯..N N N 244251510510110=⨯-⨯=⨯N 2与N 2'等值反向(1)如果铜块在盘上无滑动,试分析铜块的受力情况; (2)若铜块放在离转轴25cm 处,则转盘旋转的角速度ω为多大时铜块将要被甩出去; (3)当转速为60转/分,铜块放在距轴心多远处才能恰好不被甩出去?解:分析圆盘匀速转动时,铜块在水平面内做匀速圆周运动,圆心为转动中心,此时铜块受到重力G ,支持力N ,静摩擦力f 指向圆心,充当向心力。
6.1圆周运动-高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列(新教材人教版必修第二册)
第六章 圆周运动6.1:圆周运动一:知识精讲归纳一、匀速圆周运动1.圆周运动:物体的运动轨迹是圆的运动.2.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等,这种运动就叫匀速圆周运动.二、匀速圆周运动的线速度、角速度和周期1.线速度(1)定义式:v =Δs Δt. 如果Δt 取的足够小,v 就为瞬时线速度.此时Δs 的方向就与半径垂直,即沿该点的切线方向.(2)线速度的方向:质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向.(3)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.2.角速度:半径转过的角度Δφ与所用时间Δt 的比值,即ω=ΔφΔt(如图所示).国际单位是弧度每秒,符号是rad/s.3.转速与周期(1)转速n :做圆周运动的物体单位时间内转过的圈数,常用符号n 表示.(2)周期T :做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期,用符号T 表示.(3)转速与周期的关系:若转速的单位是转每秒(r/s),则转速与周期的关系为T =1n. 4.匀速圆周运动的特点(1)线速度的大小处处相等.(2)由于匀速圆周运动的线速度方向时刻在改变,所以它是一种变速运动.这里的“匀速”实质上指的是“匀速率”而不是“匀速度三、描述圆周运动的各物理量之间的关系1.线速度与周期的关系:v =2πr T. 2.角速度与周期的关系:ω=2πT. 3.线速度与角速度的关系:v =ωr .四、同轴转动和皮带传动1.同轴转动(1)角速度(周期)的关系:ωA =ωB ,T A =T B .(2)线速度的关系:v A v B =r R .2.皮带(齿轮)传动(1)线速度的关系:v A =v B(2)角速度(周期)的关系:ωA ωB =r R 、T A T B =R r.二:考点题型归纳一:匀速圆周运动1.物体做匀速圆周运动时,在任意相同时间间隔内,速度的变化量( )A .大小相同、方向相同B .大小相同、方向不同C .大小不同、方向不同D .大小不同、方向相同2.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是A .匀速圆周运动的线速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B .做匀速圆周运动的物体,速度的方向时刻都在改变,所以必有加速度C .做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速曲线运动D .做匀速圆周运动的物体,其合外力提供向心力,是恒力作用下的曲线运动3.下列说法正确的是( )A .做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B .做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力C .做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定D .做匀速圆周运动的物体的速度恒定二:圆周运动的各物理量的关系4.甲、乙两个做匀速圆周运动的物体,它们的半径之比为1:2,周期之比是2:1,则( )A .甲与乙的线速度之比为1:4B .甲与乙的线速度之比为1:1C .甲与乙的角速度之比为2:1D .甲与乙的角速度之比为1:15.一物体做匀速圆周运动的半径为r ,线速度大小为v ,角速度为ω,周期为T .关于这些物理量的关系,下列关系式正确的是( )A .v r ω= B .2v T π= C .2R T πω= D .v r ω=6.A 、B 两物体都做匀速圆周运动,在 A 转过45°角的时间内, B 转过了60°角,则A 物体的角速度与B 的角速度之比为A .1:1B .4:3C .3:4D .16:9三、同轴转动与皮带传动问题7.两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示,A 、B 两点的半径之比为2:1,C 、D 两点的半径之比也为 2:1,下列说法正确的是( )A .A 、B 两点的线速度之比为v A :v B = 1:2B .A 、C 两点的角速度之比为:1:2A C ωω=C .A 、C 两点的线速度之比为v A :v C = 1:1D .A 、D 两点的线速度之比为v A :v D = 1:28.如图所示,一匀速转动的水平转盘上有两物体A ,B 随转盘一起运动(无相对滑动).则下列判断正确的是( )A .它们的线速度V A >V BB .它们的线速度V A =V BC .它们的角速度ωA =ωBD .它们的角速度ωA >ωB9.如图所示,地球可以视为一个球体,O 点为地球球心,位于昆明的物体A 和位于赤道上的物体B ,都随地球自转做匀速圆周运动,则:( )A .物体的周期AB T T =B .物体的周期A B T T >C .物体的线速度大A B v v >D .物体的角速度大小A B ωω>三:考点过关精练一、单选题1.关于匀速圆周运动,以下说法正确的是( )A .匀速圆周运动是匀速运动B .匀速圆周运动是变加速曲线运动C .匀速圆周运动线速度v 、周期T 都是恒量D .匀速圆周运动向心加速度a 是恒量,线速度v 方向时刻改变2.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r ,a 是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r ,小轮的半径为2r ,b 点在小轮上,到小轮中心的距离为r ,c 点和d 点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则下列叙述错误的是( )A.a点与d点的线速度大小之比为1:2B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的向心加速度大小之比为1:13.A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图),在相同时间内,它们通过的路程之比是4:3,运动方向改变的角度之比是3:2,则它们A.线速度大小之比为4:3B.角速度大小之比为3:4C.圆周运动的半径之比为2:1D.向心加速度大小之比为1:24.未来的星际航行中,宇航员长期处于完全失重状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示.当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力.为达到上述目的,下列说法正确的是A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小5.如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为1r 的大齿轮,Ⅱ是半径为2r 的小齿轮,Ⅲ是半径为3r 的后轮,假设脚踏板的转速为n (r/s ),则自行车前进的速度为( )A .132πnr r rB .231πnr r rC .1322πnr r rD .2312πnr r r 6.如图所示,当用扳手拧螺母时,扳手上的P 、Q 两点的角速度分别为ωP 和ωQ ,线速度大小分别为v P 和v Q ,则( )A .ωP <ωQ ,v P <v QB .ωP <ωQ ,v P =v QC .ωP =ωQ ,v P <v QD .ωP =ωQ ,v P >v Q7.如图所示的皮带传动装置中,左边是主动轮,右边是一个轮轴,a 、b 、c 分别为轮边缘上的二点,已知a b c R R R <<。
人教高一物理必修二第五章圆周运动讲课文档
巩固练习
2、地球半径R=6.4×106m,地球赤道上的物
体随地球自转的周期、角速度和线速度各是多 大?
第二十页,共23页。
3.分析下图中,Aห้องสมุดไป่ตู้B两点的线速度有什么关系?
主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮 的过程中,皮带(链条)上各点以及两轮边缘上 各点的线速度大小相等
第二十一页,共23页。
4.分析下列情况下,轮上各点的角速度有什么关系?
T
• ω与T的关系: 2
•
v与ω的关系:
T
vr
第十七页,共23页。
常见传动从动装置
a、皮带传动-线速度相等 b、齿轮传动-线速度相等
c、自行车c钢条上离圆心不同远近的 质点-角速度相等
第十八页,共23页。
巩固练习
1、时钟中,秒针、分针、时针的周期之比为
多少?角速度之比为多少?
第十九页,共23页。
人教高一物理必修二第五章圆周运动PPT
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生活中的圆周运动
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匀速圆周运动
圆周运动特征:质点的轨迹是圆周、具有周期性
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一、知识目标: 1、理解什么是线速度、角速度和周期 2、知道什么是匀速圆周运动 3、理解线速度、角速度和周期之间的关系
二、能力目标: 能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解
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定义:质点沿圆周运动,并且线速度的大小 处处相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
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s
t
s
t
相等时间内通过
的圆弧长度相等
,即线速度相等
匀速(率)圆周运动
任取两段相等的时间 ,比较圆弧长度
高中物理《圆周运动》微课精讲+知识点+教案课件+习题
知识点:1)匀变速直线运动1.平均速度v平=st(定义式)2.有用推论vt2–v02=2as3.中间时刻速度v平=vt2=vt+v024.末速度vt=v0+at5.中间位置速度vs2=v02+vt22126.位移s=v平t=v0t+at22=vt2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<08.实验用推论ΔS=aT^2ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差9.主要物理量及单位:初速(Vo):m/s加速度(a):m/s^2末速度(Vt):m/s时间(t):秒(s)位移(S):米(m)路程:米速度单位换算:1m/s=3.6Km/h注:(1)平均速度是矢量。
(2)物体速度大,加速度不一定大。
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式。
(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/2)自由落体1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt^2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。
(2)a=g=9.8m/s^2≈10m/s^2重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。
3)竖直上抛1.位移S=Vot-gt^2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8≈10m/s2)3.有用推论Vt^2–Vo^2=-2gS4.上升高度Hm=Vo^2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。
(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。
(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
质点的运动曲线运动万有引力1)平抛运动1.水平方向速度Vx=Vo2.竖直方向速度Vy=gt3.水平方向位移Sx=Vot4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/25.运动时间t=(2Sy/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/Vo7.合位移S=(Sx^2+Sy^2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=Sy/Sx=gt/2Vo注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。
高一物理必修生活中的圆周运动(上课用)讲解
圆周运动物体做圆周运动要满足什么条件?受到的F心合:指向圆心方向的合力 v 圆周运动需要的: Fn = m r 当F心合= Fn,做圆周运动 2 当F心合=0 或F 心合< Fn时做离心运动当F合> Fn,做向心(近心运动
小结一、火车转弯: v0 F合 m g tan m r 2 FN 圆周运动 F合 G v0 = gr tan二、凹桥 v FN = G + m r v FN - G = m r 2 2 FN > G v
圆周运动三、凸桥 v FN - G = m r 2 v 2 v FN = G - m r 当 v= gr 时,压力FN为零。
航天员处于完全失重状态
四、离心运动 A 圆周运动做圆周运动的物体,在所受合外力突 2 然消失或不足以提供 F < mrw 圆周运动所需向心力时,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动就叫离心运动。
F= 0 F = mrw2 当F心合= Fn,做圆周运动当F心合=0 或F合< Fn 时,做离心运动当F心合> Fn,做向心(近心运动返回。
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高一物理圆周运动同步精讲本讲要点:1.认识匀速圆周运动的概念,理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算;2.理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T;3.理解匀速圆周运动是变速运动;4.运用极限法理解线速度的瞬时性.掌握运用圆周运动的特点如何去分析有关问题。
同步课堂:一、线速度1.线速度是物体做圆周运动的瞬时速度。
2.表达式:v=△l/△t注意:当选取的时间△t很小很小时(趋近零).弧长△l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。
3.线速度是矢量,它既有大小,也有方向;4.线速度的单位:国际单位 m/s5.线速度的物理意义:描述物体运动快慢的物理量6.匀速圆周运动:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
注意:匀速圆周运动是一种非匀速运动,因为线速度的方向在时刻改变。
“匀逮圆周运动”中的“匀速”指的是速度的大小不变,即速率不变:而“匀速直线运动”的“匀速”指的速度不变.是大小方向都不变,二者并不相同。
二、角速度:1.定义:在匀速圆周运动中.连接运动质点和圆心的半径转过△θ的角度跟所用时间△t的比值,就是质点运动的角速度2。
表达式:ω=△θ/△t3.物理意义:描述物体转动快慢的物理量4.单位:rad/s注意:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的,故匀速圆周运动是角速度不变的变速运动。
三、周期T、频率f和转速n1、物体做园周运动一周所需的时间叫周期T;单位时间内完成圆周运动的次数,叫频率f;单位时间内完成圆周运动的圈数叫转速n。
2、周期和频率的关系:T=1/f3、周期和频率的物理意义:描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量四、线速度、角速度、周期之间的关系v=rω=2πr/T ω=2π/T注意:1)当v一定时,ω与r成反比2)当ω一定时,v与r成正比3)当r一定时,v与ω成正比二、重点难点:匀速圆周运动的理解:1.匀速圆周运动是一种什么性质的运动?质点做匀速圆周运动的时候,速度大小虽然不变,速度的方向却是时刻在改变的,它在某一点的即时速度的方向就在这一点的圆周切线上。
既然匀速圆周运动的方向在时刻改变,因此它跟一般的曲线运动一样,是一种变速运动,“匀速圆周运动”一词中的“匀速”,仅是速率不变的意思。
2.关于公式v r =ω 线速度和角速度均可用来表示圆周运动的快慢程度。
ν、ω、r 中有一个不变时,其他两个变量的变化关系:A.当r 一定时,则ν ∝ ω。
如转动飞轮边缘质点的运动,当飞轮转速n 增大时,角速度ω=2πn 也增大,故线速度ν=ωr 也相应,反之亦然。
B.当ω一定时,则ν ∝ r 。
如地球自转时,不同纬度的地面质点做做圆周运动的半径不同,但地面各质点随地球自转的角速度ω均相等,则线速度大小不相等。
质点做圆周运动所在圆的半径越大,线速度也越大。
反之亦然。
C.当ν一定时,则ω∝1r 。
如皮带传动装置中,两轮边缘质点线速度大小相同,则大轮的角速度小,而小轮的角速度大。
典型例题:例题1、如图为一皮带传动装置,大轮与小轮固定在同一根轴上,小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连,它们的半径之比是1∶2∶3.A 、B 、C 分别为轮子边缘上的三点,那么三点线速度之比v A ∶v B ∶v C = ;角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC = ;转动周期之比T A ∶T B ∶T C =解析:本题讨论皮带传送装置线速度、角速度和周期之间的关系问题。
因此首先要抓住传动装置的特点:同轴传动的是角速度相等,皮带传动是两轮边缘的线速度大小相等,再利用v=ωr 找关系。
由图可知,A 、B 两点线速度相等,A 、C 两点角速度相等.又v =ωr ,可得C A c A r r v v ωω==31,所以v A ∶v B ∶v C =1∶1∶3;又可得B A B A r v r v //=ωω=12,有ωA ∶ωB ∶ωC =2∶1∶2;因T =ωπ2,则T A ∶T B ∶T C =1∶2∶1. 答案:1∶1∶3;2∶1∶2;1∶2∶1点评:在分析传动装置的各物理量之间的关系时,要首先明确什么量是相等的,什么量是不等的。
通常情况下,同轴的各点角速度ω、转速n 、周期T 相等,而线速度v=ωr 与半径成正比。
在认为皮带不打滑的情况下,传动皮带与和皮带连接的轮子的边缘的各点的线速度大小相等,而角速度ω=v/r 与半径r 成反比。
齿轮啮合装置同样边缘的各点的线速度大小相等。
例题2、一如图所示,直径为d 的纸筒,以角速度 绕o 轴转动,一颗子弹沿直径水平穿过圆纸筒,先后留下a 、b 两个弹孔,且oa 、ob 间的夹角为 ,则子弹的速度为多少? 解析:从题目中可以看出子弹和纸筒同时在做两种不同的、相互独立的运动,但它们仍可以通过时间联系在一起,先各自独立的算出两个运动的时间,然后根据时间相等列方程即可求得.子弹通过圆纸筒做匀速直线运动的时间为 两子弹弹孔与圆心连线夹角等于 的条件是:在相同时间内圆纸筒转过的角速度,则由角速度定义可知时间由于子弹做匀速直线运动和纸筒做圆周运动具有等时性,所以:得子弹的速度为点评:这类问题的特点是圆周运动与其它形式叠加,并具有周期性.处理问题的方法是抓住运动的等时性,在等时性条件下寻找诸物理量间的关系。
同步练习:1.关于匀速圆周运动。
下列说法中正确的是( )A.线速度的方向保持不变B.线速度的大小保持不变C.角速度大小不断变化D.线速度和角速度都保持不变2、下列关于匀速圆周运动的说法中,正确的是( )A.是速度不变的运动B.是角速度不变的运动C.是角速度不断变化的运动D.是相对圆心位移不变的运动3、—个物体以角速度ω做匀速圆周运动时.下列说法中正确的是( )A.轨道半径越大线速度越大B.轨道半径越大线速度越小C.轨道半径越大周期越大D.轨道半径越大周期越小4.正常走动的钟表,其时针和分针都在做匀速转动。
下列关系中正确的有( )A.时针和分针角速度相同B.分针角速度是时针角速度的12倍C.时针和分针的周期相同D.分针的周期是时针周期的12倍5.如图所示,一个球绕中心线OO′以ω角速度转动,则( )A.A、B两点的角速度相等B.A、B两点的线速度相等C.若θ=30°,则v A∶v B=3∶2D.以上答案都不对6.关于角速度和线速度,说法正确的是()A.半径一定,角速度与线速度成反比B.半径一定,角速度与线速度成正比C.线速度一定,角速度与半径成正比D.角速度一定,线速度与半径成反比7.甲、乙两个物体分别放在广州和北京,它们随地球一起转动时,下面说法正确的是()A.甲的线速度大,乙的角速度小B.甲的线速度大,乙的角速度大C.甲和乙的线速度相等D.甲和乙的角速度相等8.如图所示,一偏心轮绕O点做匀速转动,那么关于偏心轮上的各点,下列说法中正确的是 ( )A .线速度大小相同B .角速度大小相同C .向心加速度大小相同D .转动周期相同9、半径为R 的大圆盘以角速度ω旋转,如图所示,有人站在盘边P 点上,随盘转动.他想用枪击中在圆盘中心的目标O ,若子弹速度为v0,则( )A.枪应瞄准目标O 射击B.枪应瞄准PO 的右方偏过θ角射击,而cos θ=ωR /v 0C.枪应向PO 左方偏过θ角射击,而ta n θ=v RD.枪应向PO 左方偏过θ角射击,而sin θ=ωR /v 010. 太阳从东边升起,西边落下是地球上的自然现象.但在某些条件下,在纬度较高地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象,这些条件是( )A.时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大B.时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较大C.时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大D.时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较大11、一半径为10cm 的转轮,每秒转5圈,则该转轮周期T 为 s,在转轮的边沿处某点A 的角速度为 rad/s ,线速度为 m/s 。
12.A 、B 两质点分别做匀速圆周运动,若在相同的时间内,它们通过的弧长之比S A :S B =2:3,两质点的转动半径转过的角度之比θA :θB =3:2,则它们的线速度之比为 ,角速度之比为 ,周期之比为 。
13.如图所示,半径为R 的圆轮在竖直面内绕O 轴匀速转动,轮上a 、b 两点与O 点的连线相互垂直,a 、b 两点均粘有一小物体,当a 点转至最低位置时,a 、b 两点处的小物体同时脱落,经过相同时间落到水平地面上.(1)试判断圆轮的转动方向;(2)求圆轮转动的角速度的大小·14. 如图是测定子弹速度的装置,两个薄圆盘分别装在一个迅速转动的轴上,两盘平行,若圆盘以转速n=3600r/min 旋转,子弹以垂直圆盘方向射来,先打穿第一个圆盘,再打穿第二个,测定两盘相距1m ,两盘上被子弹穿过的半径夹角15°,则子弹的速度最大为多少?15.如图所示,在光滑的水平面上的两个小球A 和B ,A 球用长L 的线拴着绕O 点做匀速圆周运动,B 做匀速直线运动.在t 0时刻A 、B 位于MN 直线上,并且有相同的速度v 0,这时对B 施加一个恒力,使B 开始做匀变速直线运动.为了使两质点在某时刻速度又相同,B 的加速度应满足什么条件?[参考答案]1、B2、B3、A4、B5、AC6、 B7、D8、D9、D 10、C 11、0.2,31.4,3.1412、2:3;3:2;2:313. 逆时针转动、 ω=、v=1440m/s 15、a =)21(220n L v +π(n =0,1,2,3…)。