安徽省宿州市泗县高一物理 第5章 圆周运动课件 新人教版

4.1匀速圆周运动快慢的描述匀速圆周运动快慢的描述 一、圆周运动一、圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动与匀速直线运动的区别：与匀速直线运动的区别：运动的方向不断变化运动的方向不断变化观点观点1：A点比点比B点运动得快点运动得快观点观点2：AB两点运动快慢一样两点运动快慢一样观点观点3：BC两点运动快慢一样两点运动快慢一样观点观点4：B点比点比C点运动得快点运动得快演示实验演示实验：将自行车倒过来放置，匀速转动脚踏板，观察并比较小自行车上AB两点、BC两点的运动快慢。实例：实例：如图（如图（1）所示）所示 ，一物体从，一物体从A点出发，沿顺时针做匀速圆点出发，沿顺时针做匀速圆周运动，经过时间周运动，经过时间t1，第一次运动到了，第一次运动到了B点；经过时间点；经过时间t2第一次运第一次运动到了动到了C点点 。物体在运动过程中运动的快慢是不变的。物体在运动过程中运动的快慢是不变的。 ABC图（1）SABSAC t11V2V实例：实例：如图（如图（2）所示，若两物体甲和乙同时从）所示，若两物体甲和乙同时从A点点出发，沿顺时针做快慢不同的匀速圆周运动，甲比出发，沿顺时针做快慢不同的匀速圆周运动，甲比乙运动得快乙运动得快,经过时间经过时间t，甲第一次运动到了，甲第一次运动到了C点；乙点；乙第一次运动到了第一次运动到了B点点 。速率可以用来描述匀速圆周运动的快慢速率可以用来描述匀速圆周运动的快慢甲的速率：甲的速率：乙的速率：乙的速率：SACSAB 甲甲V乙乙V甲甲tSVAC= =弧长弧长AB乙乙tSV= =弧长弧长ABC乙甲图（2）（1）线速度的物理意义：线速度的物理意义：描述描述质点沿圆周运动的快慢质点沿圆周运动的快慢 （2）线速度的定义）线速度的定义质点做圆周运动通过的质点做圆周运动通过的弧长弧长S S与所用时间与所用时间t 的比的比叫做线叫做线速度。速度。tsv=（3）线速度的大小）线速度的大小smv/单位表示线速度stms时间弧长（比值定义法（比值定义法, ）如加速度如加速度a、功率、功率P等等分组实验：分组实验：探究线速度的方向探究线速度的方向实验方案：实验方案：1、在水平面从下至上铺上白纸、复写纸，在复写纸、在水平面从下至上铺上白纸、复写纸，在复写纸上上平放平放一半圆轨道。一半圆轨道。2、让一小球在、让一小球在水平面内水平面内沿半圆轨道从沿半圆轨道从A点至点至B点做圆点做圆周运动，小球在周运动，小球在B点离开半圆轨道。小球在白纸上留点离开半圆轨道。小球在白纸上留下运动轨迹。（忽略小球与复写纸间的滚动摩擦力）下运动轨迹。（忽略小球与复写纸间的滚动摩擦力）3、改变半圆轨道的半径及弧长，重复以上实验。、改变半圆轨道的半径及弧长，重复以上实验。OBA图（图（3）c俯视图俯视图拓展：曲线运动的线速度方向是否都沿轨迹的切线拓展：曲线运动的线速度方向是否都沿轨迹的切线方向？方向？实验现象：实验现象：小球离开圆轨小球离开圆轨道后做直线运动道后做直线运动留迹法留迹法:打点计时器、频闪照片等打点计时器、频闪照片等（4）线速度的方向：）线速度的方向： 沿圆周的切线方向沿圆周的切线方向结论：结论：小球在小球在B点时的线速度方向沿点时的线速度方向沿BC方向，方向，即圆周的切线方向即圆周的切线方向OBA图（图（3）c俯视图俯视图课后思考：课后思考：1、书第、书第P66图图45中，飞出的火星是从砂轮上中，飞出的火星是从砂轮上 飞出的还是从工件上飞出的？飞出的还是从工件上飞出的？2、怎么确定书第、怎么确定书第P66图图45与与46中飞出的中飞出的 火星与水滴是沿圆周的切线方向？火星与水滴是沿圆周的切线方向？ 而飞出的火星或水滴沿切线方向为什么可而飞出的火星或水滴沿切线方向为什么可 以说明圆周运动的线速度方向是沿圆周的以说明圆周运动的线速度方向是沿圆周的 切线方向？切线方向？演示实验：演示实验：将自行车倒将自行车倒过来放置，匀速转动脚过来放置，匀速转动脚踏板，观察并比较小自踏板，观察并比较小自行车上行车上AB两点、两点、BC两两点的运动快慢。点的运动快慢。观点观点1：A点比点比B点运动得快点运动得快观点观点3：BC两点运动快慢一样两点运动快慢一样相同时间内，相同时间内，A点通过的弧点通过的弧长大于长大于B点通点通过的弧长过的弧长相同时间内，相同时间内，B点通过的点通过的弧长等于弧长等于C点通过的弧点通过的弧长长观点观点2：AB两点运动快慢一样两点运动快慢一样观点观点4：B点比点比C点运动得快点运动得快tsv =弧长弧长tsv=弧长弧长VAVBVB=VC2 2、角速度、角速度 （3）角速度的定义式）角速度的定义式 ：（4 4）角速度是矢量：高中不要求掌握角速度的方向）角速度是矢量：高中不要求掌握角速度的方向（5 5）角速度的单位）角速度的单位: :弧度弧度/ /秒秒 ( rad/s)( rad/s)AOB（1）角速度的物理意义：）角速度的物理意义： 描述描述质点转过的圆心角的快慢质点转过的圆心角的快慢 （2）角速度的定义：）角速度的定义：在匀速圆周运动中，半径在匀速圆周运动中，半径转过转过的角度的角度跟所用时间跟所用时间t的比值的比值，就是质点运动的角速度就是质点运动的角速度 = /t演示实验：演示实验：将自行车倒过来放置，匀速转动脚踏板，观察将自行车倒过来放置，匀速转动脚踏板，观察并比较小自行车上并比较小自行车上AB两点、两点、BC两点的运动快慢。两点的运动快慢。结论结论2：AB两点运动快慢一两点运动快慢一样样结论结论4：B点比点比C点运动得快点运动得快相同时间内，相同时间内，A点转过点转过的角度等于的角度等于B点转过的点转过的角度角度相同时间内，相同时间内，B点转过点转过的角度大于的角度大于C点转过的点转过的角度角度 = /t = /t3 3、周期、频率和转速、周期、频率和转速（1 1）周期：）周期：周期越短，转动越快；周期越长，转动越慢周期越短，转动越快；周期越长，转动越慢（2 2）频率：）频率：频率越高，转动越快；频率越低，转动越慢频率越高，转动越快；频率越低，转动越慢（3 3）转速：）转速：符号：符号：T 单位：单位：S符号：符号：f 单位：赫兹单位：赫兹 Hz f=1/T符号：符号：n 单位：转每秒（单位：转每秒（r/s) 转每分转每分(r/min)在圆周运动中，在圆周运动中，n=f转速越大，转动越快；转速越小，转动越慢转速越大，转动越快；转速越小，转动越慢周期性运动每周期性运动每重复一次所需要的时间重复一次所需要的时间叫周期叫周期单位时间内运动重复的次数单位时间内运动重复的次数叫做频率叫做频率单位时间内的转动次数单位时间内的转动次数小结演示实验：小结演示实验：将自行车倒过来放置，匀速转动脚踏板，将自行车倒过来放置，匀速转动脚踏板，观察并比较小自行车上观察并比较小自行车上AB两点、两点、BC两点的运动快慢。两点的运动快慢。结论结论1：A点比点比B点运动得快点运动得快结论结论2：AB两点运动快慢一样两点运动快慢一样结论结论3：BC两点运动快慢一样两点运动快慢一样结论结论4：B点比点比C点运动得快点运动得快A点的线速度大于点的线速度大于B点的线速度点的线速度AB两点的角速度、周两点的角速度、周期、频率、转速相等期、频率、转速相等B点角速度（周期、频点角速度（周期、频率、转速）大于率、转速）大于C点的点的BC两点的线速度相等两点的线速度相等三、线速度、角速度、周期之间的关系三、线速度、角速度、周期之间的关系V=2 r/T =2 /TV= r讨论：讨论：V= r 1）当）当v一定时，一定时， 与与r成反比成反比 2）当）当 一定时，一定时，v与与r成正比成正比 3）当）当r一定时，一定时，v与与 成正比成正比四、课堂练习四、课堂练习例例1 1、分析下面两个图中、分析下面两个图中ABCABC三点角速度、线速度、三点角速度、线速度、周期间的关系。周期间的关系。ABCABC例例2、关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A A、任意相等时间内物体通过的路程相等。、任意相等时间内物体通过的路程相等。 B B、任意相等时间内物体通过的位移相等、任意相等时间内物体通过的位移相等 C C、任意相等时间内物体半径扫过的弧度相等、任意相等时间内物体半径扫过的弧度相等 D D、匀速圆周运动是匀速运动、匀速圆周运动是匀速运动 AC五、课后思考题：五、课后思考题：1、地球上北纬、地球上北纬30度和北纬度和北纬60度上度上各有一点各有一点A和和B，则它们之间的角，则它们之间的角速度和线速度大小之比多少？速度和线速度大小之比多少？AB30602、磁带两孔转速是否相同？、磁带两孔转速是否相同？ 五、课后作业：书五、课后作业：书P70 第第3、5题题 六、课堂小结六、课堂小结物理量物理量大小大小方向方向物理意义物理意义1 线速度线速度vV=s/t (s弧长）弧长）V=2 r/T沿圆周的沿圆周的切线方向切线方向表示质点沿圆周运动的表示质点沿圆周运动的快慢快慢2 角速度角速度=/t =2 /T 有有表示质点转动的快慢表示质点转动的快慢3 周期周期T T=1/f 标量标量表示质点转动的快慢表示质点转动的快慢4 频率频率f f=1/T 标量标量表示质点转动的快慢表示质点转动的快慢5 转速转速nn=f=1/T 标量标量表示质点转动的快慢表示质点转动的快慢