1、 第四章第四章 第一节第一节在物理学中，把质点运动时其在物理学中，把质点运动时其运动轨迹是圆周运动轨迹是圆周的运的运动叫做圆周运动。动叫做圆周运动。生活中的圆周运动生活中的圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动比较快慢比较快慢猜想一下:你可以提供哪些方法?定义：在定义：在任意任意相等时间内通过的相等时间内通过的圆弧长相等。圆弧长相等。猜想猜想1 1：对于某一匀速圆周运动，分析物体在对于某一匀速圆周运动，分析物体在一段时间内通过的一段时间内通过的圆弧长短圆弧长短猜想猜想2 2：对于某一匀速圆周运动，分析物体在对于某一匀速圆周运动，分析物体在一段时间内半径转过的一段时间内半径转过的角度大小角度大小猜想猜
2、想3 3：对于某一匀速圆周运动，分析物体转对于某一匀速圆周运动，分析物体转过一圈过一圈所用时间的多少所用时间的多少猜想猜想4 4：对于某一匀速圆周运动，分析物体在对于某一匀速圆周运动，分析物体在一段时间内转过的一段时间内转过的圈数圈数猜想猜想：一、描述匀速圆周运动快慢的物理量一、描述匀速圆周运动快慢的物理量 t s t s如果物体在一段相如果物体在一段相等的时间等的时间t内通过的内通过的弧长弧长S S越长越长，那么，那么就表示运动得越就表示运动得越快快1、定义：质点做圆周运动通、定义：质点做圆周运动通过的弧长过的弧长 s 和所用时间和所用时间 t 的比的比值叫做线速度。值叫做线速度。2、大小：
3、、大小：3、单位：、单位：m/sv = t s4、方向：沿圆周上该点的、方向：沿圆周上该点的切线方向切线方向。s5、是、是矢量矢量。v匀速圆周运动是匀速圆周运动是变速曲线变速曲线运动！运动！速率不变速率不变vvo实质：是匀速率圆周运动。实质：是匀速率圆周运动。 可见可见匀速圆周运动匀速圆周运动线速度的大线速度的大小不变小不变，但是，但是方向在不断变化方向在不断变化。快快j如果物体在一段如果物体在一段相等的时间相等的时间t t内内半径转过的半径转过的角度角度越大越大，那么就表，那么就表示运动得越示运动得越1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。 2、定义：、
4、定义：质点质点所在的半径所在的半径转过圆转过圆心角心角j和所用时间和所用时间t t的比值叫做角的比值叫做角速度。速度。3、大小：、大小：4、单位：、单位：rad/s 读作读作:弧度每秒弧度每秒= tjj采用弧采用弧度制度制说明：说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。匀速圆周运动是角速度不变的运动。j定义定义符号符号单位单位物理物理意义意义关系关系物体在单位物体在单位时间所转过时间所转过的圈数的圈数nr/s或或r/min描述物体做圆周运动的快慢描述物体做圆周运动的快慢 物体运动物体运动一周所用一周所用的时间的时间物体在单位物体在单位时间所转过时间所转过的圈数的圈数TfsHz或或s-1n = =
5、f = =T1转速转速周期周期频率频率说明：匀速圆周运动是周期、频率、转说明：匀速圆周运动是周期、频率、转速不变的运动！速不变的运动！描述匀速圆周运动快慢的物理量描述匀速圆周运动快慢的物理量1 1、线速度、线速度v v单位单位:m/s:m/s线速度是线速度是矢量矢量，它既有，它既有大小大小，也有，也有方向方向2 2、角速度、角速度ww单位单位:rad/s:rad/s5 5、转速、转速: :n n 单位：转单位：转/ /秒秒 (r/s(r/s) ) 或或 转转/ /分分 (r/min)(r/min)3 3、周期、周期: :T T 单位单位:s :s4 4、频率、频率: :f f 单位：单位：Hz
6、Hz或或s s-1 -1v = t s= tj2、物体在做匀速圆周运动的过程中，其线速度物体在做匀速圆周运动的过程中，其线速度 ：（ ） A大小保持不变，方向时刻改变。大小保持不变，方向时刻改变。B大小时刻改变，方向保持不变。大小时刻改变，方向保持不变。C大小和方向均保持不变。大小和方向均保持不变。D大小和方向均时刻改变。大小和方向均时刻改变。 1、做匀速圆周运动的物体，线速度、做匀速圆周运动的物体，线速度不变，不变， 时刻在变，线速度是时刻在变，线速度是 (恒量或变量恒量或变量),匀速圆周运动的性质是匀速圆周运动的性质是 , 匀速的含义是匀速的含义是 。 大小大小方向方向变量变量变速曲线运动
7、变速曲线运动线速度的大小不变线速度的大小不变练一练练一练练一练练一练2 2、对于做匀速圆周运动的物体，正确的说法、对于做匀速圆周运动的物体，正确的说法是：是： （ ）A A、速度不变、速度不变 B B、速率不变、速率不变C C、角速度不变、角速度不变 D D、周期不变、周期不变BCD3 3、在匀速圆周运动中，发生变化的物理量是、在匀速圆周运动中，发生变化的物理量是:( ):( )A A转速转速 B B周期周期 C C角速度角速度 D D线速度线速度 D二、探究二、探究v v、T T 、n n的关系的关系1 1、它运动一周所用的时间叫、它运动一周所用的时间叫 ，用用T T表示。它在周期表示。它在
8、周期T T内转过的弧长内转过的弧长为为 ，由此可知它的线速度，由此可知它的线速度V V为为 。2 2、一个周期、一个周期T T内转过的角度内转过的角度为为 , ,此时物体的角速度此时物体的角速度为为 。周期周期2 r22 rT2T v与与T的关系：的关系： 与与T的关系：的关系： v与与的关系：的关系：2 rvT2Tvr二、探究二、探究v v、T T 、n n的关系的关系另外另外n = = T1V = 2nr = 2n1、一半径为0.5m的圆轮的转速为n=300r/min，求这个圆轮边缘上一个点的周期、频率、角速度和线速度？练一练练一练 练习部分 题5、6当当V一定时，一定时，与与r成反比成反
9、比当当一定时，一定时，V与与r成正比成正比当当r一定时，一定时，V与与成正比成正比关于关于r的讨论：的讨论：根据上面的公式，得出速度与角速度根据上面的公式，得出速度与角速度成正成正比，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：地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗上不同纬度的物体的周期一样吗? ?角速度一样角速度一样吗吗? ?线速度大小一样吗线速度大小一样吗? ?ORROORROp5:例例21）同轴转动的角速度关系同轴转动的角速度关系同轴转动同轴转动的整体的整体角速度相等角速度相等举例：
10、电风扇、地球自转等举例：电风扇、地球自转等三、常见传动和同轴转动装置三、常见传动和同轴转动装置2）传动装置线速度的关传动装置线速度的关系系a、皮带传动皮带传动线速度相等线速度相等b b、齿轮传动齿轮传动线速度相等线速度相等皮带（或齿轮、链）传动皮带（或齿轮、链）传动的是的是轮缘上轮缘上的点的点线速度大小相等线速度大小相等 （不打滑）（不打滑）举例：自行车等举例：自行车等结论：结论：1 1、皮带（或齿轮）传动皮带（或齿轮）传动的是两的是两轮边缘的点轮边缘的点线速度大小相等线速度大小相等2 2、同轴转动同轴转动的整体的整体角速度相等角速度相等技巧:1、注意抓住相等的量注意抓住相等的量2 2、再运用
11、、再运用找联系找联系 1.一个大轮通过皮带带动小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是小轮半径的3倍,大轮上一点S离转轴O1的距离是大轮半径的1/3,大轮边缘上一点P,小轮边缘上一点Q，则vQ:vP:vS= Q:P:S= o1o2SPQ3:3:1 3:1:12、如图所示，在皮带转动中，如果大轮、如图所示，在皮带转动中，如果大轮O1的半径的半径R为为40cm，小轮，小轮O2的半径的半径r为为20cm。A、B分别为分别为O1、O2两个传动轮边缘上的一点，两个传动轮边缘上的一点，C为大轮为大轮O1上的一点，上的一点，距轴线距轴线O1的距离为的距离为 R/4，则，则A、B、C三点的线速度三点的线速度
12、大小之比大小之比vA：vB：vC ，角速度大小之比，角速度大小之比A：B：C ，周期之比，周期之比TA：TB：TC ，转速之比转速之比nA：nB：nC 。 A C B O1 O24:4:11:2:12:1:21:2:1寒假作业题寒假作业题7、8、113如图所示，地球绕如图所示，地球绕OO轴自转，则下列正轴自转，则下列正确的是确的是： （ ） AA、B两点的角速度相等两点的角速度相等 BA、B两点线速度相等两点线速度相等 CA、B两点的转动半径相同两点的转动半径相同 DA、B两点的转动周期相同两点的转动周期相同AD4 4、地球半径、地球半径R=6.4106m，地球赤道上的，地球赤道上的物体物体A
13、 A随地球自转的周期、角速度和线速度随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？若各是多大？若OBOB与与OAOA成成30300 0则则B B物体的物体的周期、周期、角速度和线速度各是多大？角速度和线速度各是多大？四、质点做匀速圆周运动的条件四、质点做匀速圆周运动的条件1、有初速度、有初速度v02、向心力：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心方向、向心力：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心方向的合力。的合力。特点特点：方向始终与：方向始终与V V垂直，指向圆心垂直，指向圆心。作用效果作用效果：只改变：只改变V V的方向的方向, ,不改变不改变V V的大小。的大小。向心力大小向心力大小：它可以是某一
14、个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。合力，也可以是某个力的分力。是是变力变力根据受力情况在指向圆心方向求合力根据受力情况在指向圆心方向求合力根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：rmF2向拓展1、如图所示，直径为、如图所示，直径为d的纸制圆筒，以角速的纸制圆筒，以角速度度绕轴绕轴O匀速转动，现有一颗子弹沿圆筒匀速转动，现有一颗子弹沿圆筒直径穿过它，发现子弹在圆筒旋转不到半直径穿过它，发现子弹在圆筒旋转不到半周的时间里在圆筒上留下周的时间里在圆筒上留下a、b两个弹孔两个弹孔.已已知知aO、bO间的夹角为间的夹角为，求子弹的
15、速度，求子弹的速度. 2、质点P以O为圆心做半径为R的匀速圆周运动，如图2所示，周期为T当P经过图中D点时，有一质量为m的另一质点Q，受到力F的作用从静止开始做匀加速直线运动为使P、Q两质点在某时刻的速度相同，则F的大小应满足什么条件？ 圆周运动的多解问题圆周运动的多解问题 3、电风扇在闪光灯下转动、电风扇在闪光灯下转动,闪光灯每秒闪光闪光灯每秒闪光30次次,电风扇有三个均匀分布的叶片，电风扇在电风扇有三个均匀分布的叶片，电风扇在闪光灯下运动闪光灯下运动,闪光灯每秒闪光闪光灯每秒闪光30次次,风扇的三风扇的三个叶片互成个叶片互成120。角安装在转轴上角安装在转轴上.当风扇转动当风扇转动时时,若
16、观察者觉得叶片不动若观察者觉得叶片不动,则这时风扇的转速则这时风扇的转速至少是至少是 r/min；若观察者觉得有了；若观察者觉得有了6个个叶片叶片,则这时风扇的转速为则这时风扇的转速为 r/min. 600或或12003002、为了测定子弹的飞行速度，在一根水平旋转的转、为了测定子弹的飞行速度，在一根水平旋转的转轴上固定着两个薄圆盘轴上固定着两个薄圆盘A、B，A、B平行相距平行相距2 m，转轴的转速转轴的转速n=3600 r/min.在薄圆盘转动不到半周在薄圆盘转动不到半周的时间里，子弹穿过两盘留下两个弹孔的时间里，子弹穿过两盘留下两个弹孔a、b，测，测得两孔所在的半径间的夹角为得两孔所在的半径间的夹角为30，如图所示，如图所示.则则该子弹的速度是（该子弹的速度是（ ）A.300 m/s B.720 m/sC.1080 m/s D.1440 m/s D高中物理练习部分高中物理练习部分p1-3
