2022-2023学年高一下学期物理粤教版(2019)必修第二册 2.1匀速圆周运动 课件 (共15张PPT)

资源下载
  1. 二一教育资源

2022-2023学年高一下学期物理粤教版(2019)必修第二册 2.1匀速圆周运动 课件 (共15张PPT)

资源简介

(共15张PPT)
物体沿着圆形轨迹所做的运动是一种常见的运动,物体上的任意一点都会绕某个轴心转动。且该点转动一圈后,其划过的轨迹是一个圆。
一、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称为圆周运动。
观察与思考: 观察下图中钟表的秒针、电风扇叶片、摩天轮、齿轮的运动轨迹,并说明这些物体的运动有什么特点
观察与思考:两物体均做圆周运动,怎样比较它们运动的快慢?
比较方法:
①比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
②比较物体在一段时间内半径转过的角度大小
③比较物体转过一圈所用时间的多少
④比较物体在一段时间内转过的圈数
实验·探究:
如图所示,仔细观察自行车车轮同一辐条上的A、B两点,思考下列问题:
如何判断在圆周轨道上 A、B两点哪点运动得更快
1、线速度
实验·总结:
观察车轮转动,同一辐条上A、B两点在相同时间内绕轴心转过的角度一样,但点A通过的弧长比点B通过的弧长更长。
二、圆周运动的描述
类比瞬时速度的定义,在一段很短的时间内,某点转过的弧长为,则反映了该点沿圆周运动的快慢,称为线速度,用v表示,即
由上式可知,点A的线速度大于点B的线速度。
如果做圆周运动的质点线速度的大小不随时间变化,这种运动称为匀速圆周运动。
当t 足够小时,弧长l与质点的位移s近似相等,如图所示,此时线速度实际上就是我们在直线运动中学过的瞬时速度。
质点做匀速圆周运动时,线速度的大小不变,此时线速度的大小v可以用质点通过的弧长l与通过这段弧长所用时间t之比来表示,即:
线速度是矢量,既有大小,又有方向。
圆周运动也是曲线运动,因此线速度的方向沿着圆周该点的切线方向,如图所示。
注意:线速度的方向时刻变化,所以匀速圆周运动中的"匀速"指的是速率不变。
观察现象:如上图所示,当自行车车轮转动时,在同一辐条上的各点虽然线速度不同,但是在相同的时间内转过的角度相等。
2、角速度
为了表示圆周运动的这一特征,需要引入一个新的物理量——角速度。
如图所示,在一段很短的时间△t 内,半
径OA转过的角度为△θ,反映了质点绕圆心转动的快慢,称为角速度,用符号表示, =
物体做匀速圆周运动时,角速度不变,此时角速度的大小可以用质点所在半径转过的角度θ与所用时间t之比来表示,即
角速度的单位由角度和时间的单位决定。
在国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s
匀速圆周运动还有一个重要特征:它是一种周期性运动,即圆周上任意点每经过一定的时间,又回到原来的位置,其线速度的大小和方向也与原来的大小和方向一样。 因此,我们还可以引入一个物理量来描述匀速圆周运动的快慢——周期。
我们把物体转过的圈数与所用时间之比称为转速,用符号n表示。
3、周期
4、转速
做匀速圆周运动的质点,运动一周所用的时间称为周期,用符号T表示。 周期的单位与时间的单位相同。
转速的单位是转每秒,符号是r/s;或者转每分,符号是r/min。
在生产和生活中,我们常用转速来描述匀速圆周运动的快慢,如发电机、电动机、计算机硬盘等设备转动的快慢就常用转速来表示。
设某一质点沿半径为r的圆周做匀速圆周运动,在一个周期T内、做匀速圆周运动的质点通过的弧长为2πr,转过的角度为2π,则
线速度的大小与周期的关系为
角速度的大小与周期的关系为
由上面两个公式,可得线速度与角速度的关系为
三、线速度、角速度和周期的关系
线速度与角速度之间的关系 = 讨论:
①当r一定时,v与成正比;
②当一定时,v与r成正比;
③当v一定时,与成正比、与r成反比。
观察与思考:月亮绕地球运动,地球绕太阳运动,这两个运动都可以看成匀速圆周运动,怎样比较这两个圆周运动的快慢?
请看下面地球和月亮的“对话”。
地球说:你怎么走得这么慢?我绕太阳运动1s要走29.79km,你绕我运动1s才走1.02km。
月亮说:不能这样说吧?你一年才绕一圈,我27.3天就绕了一圈,到底谁转得慢?是地球说得对还是月亮说得对?
提示:都对。
如果比较线速度,则地球绕太阳圆周运动的线速度大,月球绕地球圆周运动的线速度小,地球快。
如果比较角速度和周期 ,则地球的角速度小,周期长,故月球快。
例题 如图,若钟表的指针都做匀速圆周运动,秒针和分针的周期各是多少?角速度之比是多少?
提示:秒针的周期T秒=1min=60s
分针的周期T分=1h=3600s
由ω= 得
描述匀速圆周运动的物理量
物理量 大小 方向 单位
线速度v 沿圆周的切线方向 m/s
角速度ω 有方向 rad/s
周期T 标量 s
转速n 标量 r/s, r/min
v、ω、T之间的关系

展开更多......

收起↑

资源预览