匀速圆周运动.pptx

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1、第1页/共40页在物理学中，把质点的在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。的运动叫做圆周运动。第2页/共40页思考与讨论思考与讨论自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些？动。哪些点运动得更快些？第3页/共40页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？比较物体比较物体在一段时在一段时间内通过间内通过的圆弧的的圆弧的长短长短比较物体比较物体在一段时在一段时间内半径间内半径转过的角转过的角度大小度大小比较物比较物体转过体转过一

2、圈所一圈所用时间用时间的多少的多少比较物比较物体在一体在一段时间段时间内转过内转过的圈数的圈数第4页/共40页vvvo一匀速圆周运动定义：定义：物体物体沿着圆周沿着圆周运运动，并且动，并且线速度的大小线速度的大小处处相等（在相等的时处处相等（在相等的时间内通过的圆弧长度都间内通过的圆弧长度都相等）相等），这种运动叫做，这种运动叫做匀速圆周运动匀速圆周运动。率率匀速圆周运匀速圆周运动中的动中的“匀匀速速”指速度指速度不变吗？不变吗？注意：注意：匀速圆周运动是一匀速圆周运动是一 种种变加速变加速曲线运动曲线运动加速度方向在变化加速度方向在变化第5页/共40页描述圆周运动快慢的物理量1、周期：质点做

3、匀速圆周运动时，每运动一周所、周期：质点做匀速圆周运动时，每运动一周所需要的时间叫做周期，用需要的时间叫做周期，用T表示，单位是秒（表示，单位是秒（s）.2、频率：质点做圆周运动时，在、频率：质点做圆周运动时，在1S时间内沿圆周时间内沿圆周运动的周数，叫做频率，用运动的周数，叫做频率，用 表示，单位是赫兹表示，单位是赫兹（Hz）.3、周期与频率的关系：、周期与频率的关系：5、转速与频率的关系：、转速与频率的关系：n=60 。二.周期和频率4.4.转速：是指每分钟内转过的周数，用转速：是指每分钟内转过的周数，用n n表示，单表示，单位是转位是转/分（分（r/minr/min）.第6页/共40页描

4、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、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。3、大小：、大小：4、单位：、单位：m/sv=t s5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。该点的切线方向。s是弧长并非位移是弧长并非位移当当t 很小很小时（趋近很小很小时（趋近零），弧长零），弧长s 就等于物就等于物体的位移，式中的体的位移，式中的v，就是直线运动中学过就是直线运动中学过的瞬时速度。的瞬

5、时速度。矢量矢量s三.线速度第7页/共40页描述圆周运动快慢的物理量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：质点所在的半径转、定义：质点所在的半径转过圆心角过圆心角和所用时间和所用时间t t的比的比值叫做角速度。值叫做角速度。3、大小：、大小：4、单位：、单位：rad/s=t采用弧采用弧度制度制说明：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。四.角速度第8页/共40页描述圆周运动快慢的物理量质点圆周运动一周，其线速度为质点圆周运动一周，其线速度为:质点圆周运动一周，其角速度为：质点圆周运动一周，其角速度为：由此可以得出

6、，角速度与线速度的关系为：由此可以得出，角速度与线速度的关系为：五.角速度与线速度的关系或第9页/共40页描述圆周运动快慢的物理量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每分物体在每分钟内所转过钟内所转过的圈数的圈数nr/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物体在1 1秒秒内所转过的内所转过的圈数圈数TfsHz或或s-1n=60=60 f=T60转速转速周期周期频率频率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！转速转速n越大表明物体运动得越快！越大表明物体运动得越快！第10页/共40页描述匀速圆周

7、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、角速度单位单位:rad/s:rad/s3、转速：n单位：转单位：转/分分 (r/min)(r/min)4、周期:T 单位:s5、频率:f 单位：Hz或s-1v=t s第11页/共40页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！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！第12页/共40页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

8、，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变速曲线运动线速度的大小不变线速度的大小不变小试身手小试身手第13页/共40页思考线速度、角速度与周期的关系？线速度、角速度与周期的关系？设物体做半径为设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：的匀速圆周运动：v=T2R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：=T2第14页/共40页思考线速度与角速度的关系？线速度与角速度的关系？设物体做半径为设物体做半径为r的匀速圆周运动，在的匀速圆周运动，在t内通过内通过的弧长为

9、的弧长为s，半径转过的角度为，半径转过的角度为由数学知识得由数学知识得s=rv=rtstr v=rsr第15页/共40页当当V一定时，一定时，与与r成反比成反比当当一定时，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，得出速度与角速度成正比，你同意这种说法吗？请说出你的理由小结：第16页/共40页自行车车轮每分钟转自行车车轮每分钟转120120周周,车轮半径为车轮半径为35cm,35cm,则自行车则自行车前进的速度多大前进的速度多大?一电动机铭牌上标明其转子转速为一电动机铭牌上标明其转子转速为1440r/min,1440r/min

10、,则可知则可知转子匀速转动时转子匀速转动时,周期为周期为_s,_s,角速度角速度_第17页/共40页1）传动装置线速度的关系传动装置线速度的关系a、皮带传动皮带传动线速度相等线速度相等b、齿轮传动线速度相等同一传动各轮边缘上线速度相同同一传动各轮边缘上线速度相同两个重要的结论两个重要的结论第18页/共40页ABC2）同一轮上各点的角速度关系同一轮上各点的角速度关系同一轮上各点的角速度相同同一轮上各点的角速度相同第19页/共40页对自行车三轮转动的描述CBA(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(3)B、C比比A角速度小角速度小(4)C比比A、B线速度小线速度小

11、第20页/共40页1、比较图中、比较图中A、B、C三点线速度的的大小关系三点线速度的的大小关系ABC CBAC CA A、B B、C C三点的线速度大小相等三点的线速度大小相等课堂练习课堂练习第21页/共40页思考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?ORROORRO第22页/共40页地球半径地球半径R=6.4106m，地球赤道上的物体，地球赤道上的物体A A随地球自转的周期、角速度和线速度各是随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？

12、若多大？若OBOB与与OAOA成成30300 0则则B B物体的物体的周期、角周期、角速度和线速度各是多大？速度和线速度各是多大？课后练习课后练习第23页/共40页第二节 向心力第24页/共40页地球公转地球围绕太阳转地球围绕太阳转第25页/共40页提问：什么是匀速圆周运动?“匀速”的含义是什么？讨论：那么物体所受的外力沿什么方向？加速度又怎样呢？匀速圆周运动是变加速变加速曲线运动变加速曲线运动运动状态改变一定受到外力一定存在加速度第26页/共40页向心力与向心加速度向心力与向心加速度第27页/共40页第28页/共40页 1.1.是什么使小球维持在圆周轨道上运动？是什么使小球维持在圆周轨道上运

13、动？2.2.如果突然松手和突然提起杯子如果突然松手和突然提起杯子,小球都从小球都从做圆周运动变成做直线运动做圆周运动变成做直线运动.为什么？为什么？第29页/共40页实验1圆周运动物体的受力 将细线的一端套在图钉上，固定在光滑的水平木板上。在细线松弛时弹击线另一端连接着的小球，给小球一个水平的初速度。细线绷直时弹击小球，现象又如何呢？v第30页/共40页一一.向心力向心力1 1定义：定义：定义：定义：2 2方向：方向：方向：方向：时刻指向圆心时刻指向圆心向心力是变力向心力是变力3 3效果：效果：效果：效果：不改变质点速度的大小，不改变质点速度的大小，只改变速度的方向；只改变速度的方向；使物使物

14、体做圆周运动体做圆周运动.沿半径指向圆心，始终沿半径指向圆心，始终使物体维持在圆周轨道使物体维持在圆周轨道上运动的力叫做向心力。上运动的力叫做向心力。第31页/共40页请分析向心力的来源请分析向心力的来源GNTGNNGT T第32页/共40页向心力的特点向心力的特点它是按效果命名的力，时刻指向圆它是按效果命名的力，时刻指向圆心，是改变速度方向的力心，是改变速度方向的力它可以是某一个力它可以是某一个力,也可以是某些力也可以是某些力的合力的合力,也可以是某个力的分力也可以是某个力的分力.它不是除重力它不是除重力弹力弹力摩擦力外又增摩擦力外又增加了的另一个力加了的另一个力它一定是受力分析后所求得的指

15、向它一定是受力分析后所求得的指向圆心的合力。圆心的合力。第33页/共40页圆周运动所需要的向心力的大小：圆周运动所需要的向心力的大小：F=mr2F=mv2/r角速度一定时角速度一定时,向心力与半径成正比向心力与半径成正比线速度一定时线速度一定时,向心力与半径成反比向心力与半径成反比 还可以有哪些表达式还可以有哪些表达式?第34页/共40页二、向心加速度二、向心加速度1 1、向向心心加加速速度度即即向向心心力力产产生生的的加加速速度度，只是描述线速度只是描述线速度方向变化方向变化的快慢。的快慢。大小：大小：a=F/m=?a=r2 a=v2/r方向：方向：与向心力方向一致，即总与向心力方向一致，即

16、总指向圆心，指向圆心，向心加速度的方向是向心加速度的方向是不断变化的。不断变化的。第35页/共40页2 2、匀速圆周运动的性质：加速度、匀速圆周运动的性质：加速度大小不变，方向时刻改变，是变大小不变，方向时刻改变，是变加速曲线运动加速曲线运动是变加速运动是变加速运动是变加速运动是变加速运动第36页/共40页课课课课 堂堂堂堂 小小小小 结结结结一、向心力：大小：方向：沿半径指向圆心。是变力。特点：F V,方向不断变化。来源：重力、弹力、摩擦力或几个力的合力。或：F=m F=m v v2 2r rF=mrF=mr2 2二、向心加速度:大小:a=a=r2 或 a=a=方向:沿半径指向圆心，方向不断

17、 变化，是变加速运动。物理意义:表示速度方向速度方向变化快慢的物理量。v2r第37页/共40页1 1 关于向心力的说法中正确的是关于向心力的说法中正确的是()()A.A.物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆周运动周运动B.B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的的作用效果命名的C.C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一个力或某一个力的合力，也可以是其中某一个力或某一个力的分力力的分力D.D.向心力只改变物体运动的方向，不可能改向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢变物体运动的快慢ABCDABCD练习练习 第38页/共40页2 2关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是（关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是（）A A由由a a=可知，可知，a a与与r r成反比成反比 B B由由a a=可知，可知，a a与与r r成正比成正比 C C由由v v=r r 知，当知，当恒定时恒定时V V与与r r成正比成正比 D D由由=2=2n n 可知，可知，与与n n成正比成正比AB第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页