1、6.1 圆周运动圆周运动 将自行车后轮架起，转动脚踏板，注将自行车后轮架起，转动脚踏板，注 意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪 个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的 距离不同的点，哪个运动得更快些？距离不同的点，哪个运动得更快些？关于圆周运动的快慢，关于圆周运动的快慢，的描述方法的描述方法（一）线速度（一）线速度v 自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内的点在相等时间内 通过的弧长是相等的，即线速度大小相
2、等。但同时也可注通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。但同时也可注 意到，由意到，由于两个齿轮的半径不同，相等时间内它们转过的于两个齿轮的半径不同，相等时间内它们转过的 角度不同。我们引入角速度这个物理角度不同。我们引入角速度这个物理量来描述做圆周运动量来描述做圆周运动 的物体绕圆心转动的快慢。的物体绕圆心转动的快慢。二、角速度二、角速度2 2、匀速圆周运动是角速度不变、匀速圆周运动是角速度不变 的圆周运动。的圆周运动。由于匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，物体在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相等时间内通过的弧长相等，所以物体在相等时间内转过等，所以物
3、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的角度也相等。因此可以说，匀速圆周运动是角速度不变度不变 的圆周运动。的圆周运动。三、周期三、周期 圆周运动有其特殊性，物体运动一周后又会返回到初圆周运动有其特殊性，物体运动一周后又会返回到初 始位置，周而复始地运始位置，周而复始地运动着。如坐在旋转木马上的小孩运动一周后又回到他开始的位置（图动着。如坐在旋转木马上的小孩运动一周后又回到他开始的位置（图 6.1-4）。为）。为了描述圆周了描述圆周 运动的这种周期性，常常需要周期这个物理量。做匀速圆周运动的物运动的这种周期性，常常需要周期这个物理量。做匀速圆周运动的物体，运动一周所用
4、的时间叫作周体，运动一周所用的时间叫作周 期（期（period），用），用 T 表示。周期也是常用的物理表示。周期也是常用的物理量，它的单位与时间的单位相同。量，它的单位与时间的单位相同。(1)周期定义：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间。周期定义：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间。(2)符号：用符号：用T表示。表示。(3)单位：国际单位制中，周期的单位是秒，符号：单位：国际单位制中，周期的单位是秒，符号：s。(4)频率：频率：单位时间内完成圆周运动的单位时间内完成圆周运动的次数次数 fT1 单位：单位：HzHz 标量标量1、周期、周期 技术中常用转速来描述物体做圆周运动的快慢。
5、转速技术中常用转速来描述物体做圆周运动的快慢。转速 是指物体转动的圈数与所是指物体转动的圈数与所用时间之比，常用符号用时间之比，常用符号 n 表示，表示，转速的单位为转每秒（转速的单位为转每秒（r/s），或转每（），或转每（r/min）。）。r/s 和和 r/min 都不是国际单位制中的单位，运算时往往要把它们换算成都不是国际单位制中的单位，运算时往往要把它们换算成 弧度每秒。弧度每秒。物理意义：描述物体做圆周运动的物理意义：描述物体做圆周运动的快慢快慢。定义：物体转动的圈数与所用时间之比。定义：物体转动的圈数与所用时间之比。符号：用符号：用n表示。表示。单位：转每秒单位：转每秒(r/s)，或
6、转每分，或转每分(r/min)。2、转速、转速四、线速度与角速度的关系四、线速度与角速度的关系1、描述圆周运动的各物理量之间的关系描述圆周运动的各物理量之间的关系nrfrrTtrtv222rsrvnfTt222vrnfT2211(1)意义的区别意义的区别线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快慢，但它们描述的角度不同。线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快慢，但它们描述的角度不同。线速度线速度v描述质点运动的快慢，而角速度描述质点运动的快慢，而角速度、周期、周期T、转速、转速n描述质点转动的快慢。描述质点转动的快慢。要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是不够的，既需要一个
7、描述运动要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是不够的，既需要一个描述运动快慢的物理量，又需要一个描述转动快慢的物理量。快慢的物理量，又需要一个描述转动快慢的物理量。2 2常见转动装置及特点常见转动装置及特点(1)绕同一轴转动的各点角速度绕同一轴转动的各点角速度、转速、转速n和周期和周期T相等相等(2)在皮带不打滑的情况下，传动皮带和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等，不打滑的在皮带不打滑的情况下，传动皮带和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等 3 齿轮传动与皮带传动具有相同的特点齿轮传动与皮带传
8、动具有相同的特点.例题：一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆例题：一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周周 的半径为的半径为 4.0 m。当他的线速度为。当他的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？周周 期是多少？期是多少？五匀速圆周运动（匀速率圆周运动）五匀速圆周运动（匀速率圆周运动）如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动（这种运动叫作匀速圆周运动（uniform circular mot
9、ion）。应）。应 该注意的是，匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的，该注意的是，匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的，因此它是一种变速因此它是一种变速运动，这里的运动，这里的“匀速匀速”是指速率不变是指速率不变1、定义：物体沿着圆周运动，并且线速度大小处处相等（任意相等时间内通、定义：物体沿着圆周运动，并且线速度大小处处相等（任意相等时间内通过的弧长都相等）的运动。过的弧长都相等）的运动。2、特点：线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的。、特点：线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的。3、性质：是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动。、性质：是速度大小不变
10、而速度方向时刻在变的变速曲线运动。4、解决匀速圆周运动问题的方法：、解决匀速圆周运动问题的方法：明确质点匀速圆周运动的圆心和半径；明确质点匀速圆周运动的圆心和半径；寻找各物理量之间的联系，灵活选取公式进行计算；寻找各物理量之间的联系，灵活选取公式进行计算；注意匀速圆周运动的周期性引起的多解问题。注意匀速圆周运动的周期性引起的多解问题。5、匀速圆周运动线速度的大小不变，而线速度的方向不断变化，因此匀速圆、匀速圆周运动线速度的大小不变，而线速度的方向不断变化，因此匀速圆周运动是变速曲线运动周运动是变速曲线运动6、要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢，仅用一个量是不够的，线速度侧、要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢，仅用一个量是不够的，线速度侧重于描述质点通过弧长快慢的程度，角速度侧重于描述质点转过角度快慢的重于描述质点通过弧长快慢的程度，角速度侧重于描述质点转过角度快慢的程度程度课堂练习：课堂练习：
