高中物理必修2 5-4《圆周运动》PPT课件

两个重要的结论
1、传动装置线速度的关系 、
a、皮带传动－线速度相等 、皮带传动－
b、齿轮传动－线速度相等 齿轮传动－
同一传动各轮边缘上线速度相等
共轴转动问题
两红点处转动角速度有什么关系？ 两红点处转动角速度有什么关系？
2、同轴转动轮上各点的角速度关系 、
C A B
同轴转动轮上各点的角速度相等
对自行车三轮转动的描述
∆ θ
4、单位：弧度/秒 、单位：弧度/
rad/s 或 s -1
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
角度制和弧度制
1、角度制： 、角度制： 将圆周等分成360等 将圆周等分成 等 份，每一等份对应的 圆心角定义为1度。 圆心角定义为1度
o θr A l B
ω=
v = rω
3、匀速圆周运动的特点及性质
(1)、线速度大小不变,方向时刻变化 是变速运动 、线速度大小不变 方向时刻变化,是 方向时刻变化 (2)、速率、角速度、周期、频率、转速都不变 、速率、角速度、周期、频率、
4、两个重要的结论
(1)同一传动各轮边缘上线速度相等 (1)同一传动各轮边缘上线速度相等 同一传动 (2)同轴转动 同轴转动轮上各点的角速度相等 (2)同轴转动轮上各点的角速度相等
1 f 频率： = 频率： T
表示一秒内转过的圈数
频率越高表明物体运转得越快！ 频率越高表明物体运转得越快！
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
单位时间内转过的圈数叫转速
转速：n
转速n越大表明物体运动得越快！ 转速 越大表明物体运动得越快！ 越大表明物体运动得越快
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
周期 定义 物体运动 一周所用 的时间 符号 单位 物理 意义 关系 T s
频率 物体在单位 时间所转过 的圈数 f Hz或s-1 或
转速 物体在单位 时间所转过 的圈数 n r/s或r/min 或
描述物体做圆周运动的快慢
n=f= 1 T
匀速圆周运动是 周期、频率、转速都不变的运动！ 周期、频率、转速都不变的运动！
2、弧度制： 、弧度制： 相当于将圆周等分成 2π等份，每一等份对 等份， 等份 应的圆心角大小为1 应的圆心角大小为 弧度。 弧度。
圆心角θ 圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来 描述,这个比值是没有单位的, 描述,这个比值是没有单位的,为了描述问题 的方便,我们“ 这个比值一个单位, 的方便,我们“给”这个比值一个单位,这就 弧度（rad） 是弧度（rad）.
(1)A、B的线速度相同 、 的线速度相同 (2)B、C的角速度相同 、 的角速度相同 C B 比 角速度大 A (3)B比A角速度大 (4)C比B线速度大 比 线速度大
小 1、圆周运动的概念 结
∆l v = ∆t
2、描述圆周运动的几个物理量及其关系
∆θ ω= ∆t
1 n=f=T
2π
T
v=
2πr
T
练习 1、关于物体做匀速圆周运动的速度，下列说法 关于物体做匀速圆周运动的速度， 中正确的是 （ D ） A．速度的大小和方向都不变 B．速度的大小和方向都改变 C．速度的大小改变，方向不变 速度的大小改变， 速度的大小不变， D．速度的大小不变，方向改变
匀速圆周运动速度大小（速率）不变， 匀速圆周运动速度大小（速率）不变， 速度方向不断变化。 速度方向不断变化。
∆l r∆θ = r v = ∆t = ∆t ω
r
∆ θ
v =ωr
关于Ｖ＝ 的讨论 关于Ｖ＝ωr的讨论： Ｖ＝ 的讨论：
根据上面的公式，得出速度Ｖ与角速度 成正 根据上面的公式，得出速度Ｖ与角速度ω成正 你同意这种说法吗？请说出你的理由． 比，你同意这种说法吗？请说出你的理由．
小结： 小结： 一定时， 与 当ω一定时，V与r成正比 一定时 一定时， 与 当V一定时，ω与r成反比 一定时 一定时， 与 成正比 当r一定时，V与ω成正比
ωb = ωc = ωd
通过皮带传动的两轮与皮 带接触的边缘上各点的线速 带接触的边缘上各点的线速 大小相等。 度大小相等。
va = vc
Hale Waihona Puke Baidu
θ = 弧长
半径
=
弧长 2 π R α = = 2π 运动一周 半径 R 360 度 = 2 π 弧度
l R
练习： 对应多少弧度？ 对应多少弧度？ 练习：1800对应多少弧度？ 900对应多少弧度？
3、角速度的单位: 、角速度的单位
弧
度/秒rad/s
或s
-1
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
圆周运动
1．知道什么是匀速圆周运动 ． 2、理解什么是线速度、角速度和周期 、理解什么是线速度、 3．理解线速度、角速度和周期之间的 ．理解线速度、 关系
观 察
在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部 在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部 的运动叫做圆周运动。 分的运动叫做圆周运动。
v= ω=
2πr
T
2π
T
2 π ω= =2 f =2 n π π T
思 考
线速度与角速度的关系？ 线速度与角速度的关系？ 设物体做半径为r的匀速圆周运动， 设物体做半径为 的匀速圆周运动，在∆t内通 的匀速圆周运动 过的弧长为∆ 半径转过的角度为∆θ 过的弧长为 l ，半径转过的角度为 ∆l
由数学知识得∆l = r∆θ
匀 速 圆 周 运 动
v
o
定义：物体沿着圆周运 定义：物体沿着圆周运 沿着圆周 并且线速度的大小 动，并且线速度的大小 处处相等， 处处相等，这种运动叫 匀速圆周运动。 做匀速圆周运动。 率
v v
注意： 注意：匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动 加速度方向在变化
匀速圆周运 动中的“ 动中的“匀 速”指速度 不变吗？ 不变吗？
思 考 与 讨 论
自行车的大齿轮，小齿轮， 自行车的大齿轮，小齿轮，后轮中的质点都在做圆 周运动。哪些点运动得更快些？ 周运动。哪些点运动得更快些？
思 考
两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？ 两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？ 比较物体 在一段时 间内通过 的圆弧的 长短 比较物体 在一段时 间内半径 转过的角 度 比较物体 转过一圈 所用时间 所用时间 比较物体 在一段时 间内转过 的圈数
练习
3、自行车车轮转速为120r/min,车轮半径为 、自行车车轮转速为120r/min,车轮半径为 120r/min, 35cm,则自行车车轮的周期 角速度是多少, 则自行车车轮的周期. 35cm,则自行车车轮的周期.角速度是多少,前 进的速度多大? 进的速度多大?
思 考
线速度、角速度与周期的关系？ 线速度、角速度与周期的关系？ 的匀速圆周运动： 设物体做半径为 r 的匀速圆周运动： 线速度与周期的关系： 线速度与周期的关系： 角速度与周期的关系： 角速度与周期的关系：
做匀速圆周运动的物体， 做匀速圆周运动的物体，如果转过 一周所用的时间越少， 一周所用的时间越少，那么就表示 运动得越快。 运动得越快。
周期： 周期：T
表示运动一周所用的时间
匀速圆周运动是周期不变的运动！ 匀速圆周运动是周期不变的运动！
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
周期的倒数叫频率
练习
1、做匀速圆周运动的物体，线速度 、做匀速圆周运动的物体，
大小 不变， 不变，
方向 时刻在变，线速度是 变量 (恒量或变量 时刻在变， 恒量或变量), 恒量或变量 匀速圆周运动的性质是 变加速曲线运动 , 匀速的含义是 线速度的大小不变 。
练习
2、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法 、对于做匀速圆周运动的物体， 正确的是： 正确的是： （ ABD ） A、相等的时间里通过的路程相等 B、相等的时间里通过的弧长相等 C、相等的时间里发生的位移相同 D、相等的时间里转过的角度相等 E、相等的时间里平均速度相同
v = rω
练习 20m的圆周运动的弧长为100m,求： 20m的圆周运动的弧长为100m,求 的圆周运动的弧长 （1）线速度 （2）角速度 （3）周期 做匀速圆周运动的物体,10s 3、做匀速圆周运动的物体,10s 内沿半径为
∆l 100 v= = m/ s =10m/ s ∆t 10 v 10 ω = = rad / s = 0.5rad / s r 20
练习 2、关于匀速圆周运动的角速度和线速度，下列 关于匀速圆周运动的角速度和线速度， 说法正确的是（ 说法正确的是（ B ） 半径一定， A．半径一定，角速度与线速度成反比 半径一定， 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 线速度一定， 角速度一定， D．角速度一定，线速度与半径成反比 提示： 提示：
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
矢量
1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 2、定义：质点做圆周运动通过 、定义：质点做圆周运动通过 的弧长 ∆l 和所用时间 ∆t 的比值 叫做线速度的大小 线速度的大小。 叫做线速度的大小。 ∆l是弧长并非位移 是弧长并非位移 3、大小： 、大小： ∆l v = ∆t
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
1、物理意义：描述质点沿圆周运动运动的快慢 、物理意义： 程度的物理量。 2、定义：质点所在的半径转 、定义：质点所在的半径转 过圆心角∆θ与所用时间 过圆心角 与所用时间Δt的 比值叫做角速度 叫做角速度。 比值叫做角速度。 3、大小： 、大小： ∆θ ω= ∆t ∆θ采用弧 采用弧 度制
T= 2 π
ω
=4 s π
练习 如图所示装置中， 4、如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、 求图中a、 4r ， b 点到圆心的距离为 r ， 求图中 、 b 、 c 、 d 各点的线速度之比、角速度之比。 各点的线速度之比、角速度之比。 提示： 提示： 同一轮上各点的角速度 同一轮上各点的角速度 周期、转速） （周期、转速）都相同
∆t
∆l
4、单位：m/s 、单位：
当∆t 趋近零时,弧长 趋近零时 弧长∆l 弧长 就等于物体的位移,式 就等于物体的位移 式 中的v 就是直线运动 中的 ,就是直线运动 中学过的瞬时速度. 中学过的瞬时速度
5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上 、方向： 该点的切线方向 切线方向。 该点的切线方向。