第五章：简单的周期运动

,第五章 简单的周期运动,运动物体从某一时刻开始经过一定的时间，它的位移、速度、加速度等完全恢复到与该时刻的相同，这种运动就叫周期运动。即运动具有,重复性,。,周期：,周期运动：,每重复一次这样的运动所需的时间，叫周期。用,T,表示，国际单位,秒（,s,）,第一节 认识周期运动,平衡位置,是指振动的物体在某一个位置时受到的合力为零，瞬时加速度也为零，这个位置就叫做平衡位置。这不是一个稳定的位置，很快物体就会离开这个平衡位置。（,0,点,）,第一节 认识周期运动,振幅,是指振动的物理量可能达到的最大值，通常以,A,表示。它是表示振动的范围和强度的物理量。在机械振动中，振幅是物体振动时离开平衡位置最大位移的绝对值，振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是,标量,，振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱（, ,或,）。,第一节 认识周期运动,周期：,物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期，,常用,T,表示,。周期的国际单位制单位是,秒,（,s,）,频率：,物质在,1s,内完成周期性变化的次数叫做频率，,常用,f,表示,。,为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率的单位命名为,赫兹,，简称“赫”，符号为,H,Z,T=,1/f,或,f,=,1/,T,第二节 匀速圆周运动,一、认识圆周运动,1、什么样的运动叫圆周运动？,如果质点的运动轨迹是圆，那么这一质点的运动就叫圆周运动。,2、生活中的圆周运动（请同学们思考并列举）,二、匀速圆周运动,质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧长相等，这种运动就叫匀速圆周运动。,【问题】,直线运动可用位移、速度和加速度等物理量来描述，那么，这些物理量可否也用来描述匀速圆周运动呢？,【观察与思考】, 请同学们仔细观察自行车车轮转动时车轮上某一点的运动，并思考下列问题：,第二节 匀速圆周运动,（1）该点在经过一段时间,t,后，它在圆周轨道上的位置如何确定？, 时间,t,内通过的路程；位移；半径转过的角度。,（2）如何判断该点在圆周轨道上的运动快慢？,单位时间内质点通过的圆弧长度；单位时间内半径转过的角度或转过的圈数以及转动一周所用的时间等。, 重复性和周期性。,（3）根据你的观察，能不能找出匀速圆周运动区别于直线运动的最显著的运动特征？,第二节 匀速圆周运动,三、描述匀速圆周运动快慢的物理量,1、线速度：,S,表示弧长，,t,表示运动时间, 线速度是矢量，它既有大小，也有方向。,公式：, 线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。, 线速度的方向：在圆周各点的切线方向上，如图所示。,O,r,v,第二节 匀速圆周运动,注：,1.,向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心,2.,做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变,.,第二节 匀速圆周运动,2、角速度,【讨论与交流】,月球与地球谁跑得快？,思考题, 角速度是表示,的物理量。, 角速度等于,和,的比值，即,=,。, 角速度的单位是,。,说明：,（1）对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度,是恒定的，即匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。,（2）强调角速度单位的写法,rad/s,圆心角,（,3,）角速度：矢量,质点绕圆心转动快慢,时间,t,/,t,rad,/,s,第二节 匀速圆周运动,第三节 人造地球卫星,人造卫星,人造地球卫星是一种环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，同时也是发射数量最多、用途最广、发展最快的人造天体。,风云二号气象卫星,风云二号气象卫星云图,介绍各种卫星,第三节 人造地球卫星,第三节 人造地球卫星,人造卫星的分类,人造卫星,科学卫星,应用卫星,技术试验卫星,民用卫星,军事卫星,气象卫星,导航卫星,通信卫星,资源勘测卫星,侦查卫星,间谍卫星,截击卫星,第三节 人造地球卫星,第三节 人造地球卫星,在匀速圆周运动中，线速度的大小等于运动质点通过的弧长（,S,）和通过这段弧长所用的时间（,t,）的值。即,v=S/,t,，也是,v=2r/T,，在匀速圆周运动中，线速度的大小虽不改变，但它的方向时刻在改变。它和角速度的关系是,v=*r,v=,r,= 2,r,f = 2n,r,= 2,r,/T,当运动质点做圆周运动的同时也做另一种平动时，例如汽车车轮上的某一定点，此时该质点的线速度为做圆周运动的线速度,(w*r),与平动运动的速度,(v),的矢量之和：,v=wr+v,v=l/t,第二节 匀速圆周运动,主要物理量及单位：,弧长,(s):,米,(m),；,角度（斐）,(),：弧度（,rad,）；,频率（,f,）：赫（,Hz,）,；周期（,T,）：秒（,s,）；,转速（,n,）：,r/s,；半径,(r):,米（,m,）；,线速度（,V,）：,m/s,；角速度（,）：,rad/s,；,向心加速度：,m/s2.,1.,线速度,V,s/t,2r/T,2.,角速度,/t,2/T,2f r=V,3.,向心加速度,a,V2/r,2r,(2/T)2r,4.,向心力,F,心,mV2/r,m2r,mr(2/T)2,mv=F,合,5.,周期与频率：,T,1/f,6.,角速度与线速度的关系：,V,r,7.,角速度与转速的关系,2n,(,此处频率与转速意义相同,),第二节 匀速圆周运动,如果做机械振动的质点，其位移与时间的关系遵从正弦（或余弦）函数规律，这样的振动叫做,简谐运动,，又名,简谐振动,。,因此简谐运动常用,作为其运动学定义。其中振幅,A,，,角频率,周期,T,，和频率,f,的关系分别为,