《高一物理 匀速圆周运动总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理 匀速圆周运动总结（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高一物理 匀速圆周运动,根据质点的运动轨迹，质点的运动可分为：,直线运动匀速直线运动、匀加速直线运动等,曲线运动圆周运动、抛体运动等,质点做何种运动取决于所受的合外力（加速度）方向与速度方向的关系。,认识圆周运动,如果质点的运动轨迹是圆周，那么这一质点的运动就叫做圆周运动。,一.认识圆周运动,任取两段相等的时间，比较圆弧长度,匀速圆周运动,任意相等时间内通过的圆弧长度相等,讨论：,如何比较自行车的链轮、飞轮和后轮上各点的运动快慢呢?,链轮,飞轮,后轮,自行车中的转动,圆周运动快慢的比较,猜想1：比较物体在一段时间内通过的圆弧长短,猜想2：比较物体在一段 时间内半径转过的角度大小,猜想3：比较物
2、体转过一圈所用时间的多少,猜想4：比较物体在一段时间内转过的圈数,t s,如果物体在一段时间t内通过的弧长s越长，那么就表示运动得越快,线速度：,表示单位时间内通过的弧长,可见：尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化着的,匀速圆周运动是变速运动！,o,表示单位时间内半径转过的角度,角速度：,匀速圆周运动是角速度不变的运动！,做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。,周期：T,表示运动一周所用的时间,匀速圆周运动是周期不变的运动！,周期的倒数叫频率,表示一秒内转过的圈数,频率：,频率越高表明物体运转得越快！,单位时间内转过的圈
3、数叫转速,转速：n,转速n越大表明物体运动得越快！,.如何描述匀速圆周运动的快慢？,1.线速度质点通过的圆弧长s跟所用时间t的比值。,3.周期物体作匀速圆周运动一周所用的时间。,5.转速单位时间内转过的圈数。,2.角速度质点所在的半径转过的角度 跟所用时间t的比值。,即：,单位：米/秒，m/s,即：,单位：弧度/秒，rad/s,即：,单位：秒，s,即：,单位：转/秒，r/s,4.频率1s时间内完成圆周运动的次数。,即：,单位：赫兹，Hz,第一节 匀速圆周运动,物体做半径为 r 的匀速圆周运动： 它运动一周所用的时间叫_, 用T 表示。 它在周期T 内转过的弧长为_, 由此可知它的线速度为 。
4、一个周期T 内转过的角度为_弧度, 物体的角速度为 弧度/秒。 线速度与角速度的关系： 。,周期,2r,2,思考题：,【例题】机械手表的时针、分针、秒针的角速度之比： A.1:60:30 B.1:12:360 C.1:12:720 D.1:60:720,第一节 匀速圆周运动,【例题】物体做匀速圆周运动时，下列哪些量不变？ A.速率 B.速度 C.角速度 D.周期,ACD,C,第一节 匀速圆周运动,【物理实践】机械传动,1.齿轮传动 2.皮带传动 3.链条传动,【结论】1.三种传动轮缘上的线速度大小相等。 2.共轴转动角速度相等。,问题研究：,C,B,A,(1)要测量哪些物理量？,(2)写出自行
5、车正常行驶的速度与测量量之间的关系,如何估算你骑自行车的正常速度,(3)估算正常行驶的速度,物体（质点）圆周运动的特征：,1、质点运动的轨迹是圆周曲线；,2、质点运动的速度方向时刻在改变，是变速运动；,3、质点运动时一定受到指向圆心的力（向心力）的作用。,质点做圆周运动的条件：,质点始终受到一个指向圆心的向心力的作用。,向心力不断改变速度的方向，不改变速度的大小。,向心力是一个按效果命名的力，是一个变力。,向心力所产生的加速度叫向心加速度，向心加速度也始终指向圆心，是一个变加速度。,例1：关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）,（A）变力作用下物体的运动必是曲线运动,（B）曲线运动一定是变速运动
6、,（C）恒力作用下物体的运动可能是曲线运动,（D）曲线运动的加速度一定不断改变,（E）曲线运动的合外力一定不为零,（F）加速度不变的运动可能是曲线运动,B C E F,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动。哪些点运动得更快些？,思考,两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？,比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短,比较物体在一段时间内半径转过的角度大小,比较物体转过一圈所用时间的多少,比较物体在一段时间内转过的圈数,描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。,2、定义：质点做圆周运动通过的弧长 l 和所用时间 t 的比值叫做线速度。,3、大小：,
7、线速度,4、单位：m/s,5、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。,l是弧长并非位移,当t 很小很小时（趋近零），弧长l 就等于物体的位移，式中的v ，就是直线运动中学过的瞬时速度。,矢量,o,匀速圆周运动,定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。,率,匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？,注意：匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动,加速度方向在变化,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。,2、定义：质点所在的半径转过圆心角和所用时间t的比值叫做角速度。,3、大小：,角速度,4、单位：rad/s,采用弧度制,说
8、明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。,描述圆周运动快慢的物理量,物体在单位时间所转过的圈数,n,r/s或r/min,描述物体做圆周运动的快慢,物体运动一周所用的时间,物体在单位时间所转过的圈数,T,f,s,Hz或s-1,转速,周期,频率,频率越高表明物体运转得越快！,转速n越大表明物体运动得越快！,描述匀速圆周运动快慢的物理量,3、转速：n,单位：转/秒 (r/s) 或 转/分 (r/min),4、周期:T 单位:s,5、频率:f 单位：Hz或s-1,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！,1、做匀速圆周运动的物体，线速度 不变， 时刻在变，线速度是 (恒量或变量),
9、 匀速圆周运动的性质是 , 匀速的含义是 。,大小,方向,变量,变速曲线运动,线速度的大小不变,小试身手,思考,线速度、角速度与周期的关系？,设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：,线速度与周期的关系：,角速度与周期的关系：,思考,线速度与角速度的关系？,设物体做半径为r的匀速圆周运动，在t内通过的弧长为l ，半径转过的角度为,由数学知识得l = r,v = r,当V一定时，与r成反比,当一定时，V与r成正比,当r一定时，V与成正比,小结：,钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_ 若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是_,1:12:720,某钟表上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 1：2，求
10、： A：秒针、分针转动的角速度之比是_ B：秒针、分针尖端的线速度之比是_,30：1,60：1,自行车车轮每分钟转120周,车轮半径为35cm,则自行车前进的速度多大?,一电动机铭牌上标明其转子转速为1440r/min,则可知转子匀速转动时,周期为_s,角速度_,1）传动装置线速度的关系,a、皮带传动线速度相等,b、齿轮传动线速度相等,同一传动各轮边缘上线速度相同,两个重要的结论,2）同一轮上各点的角速度关系,同一轮上各点的角速度相同,对自行车三轮转动的描述,C,B,A,(1)A、B的线速度相同,(2)B、C的角速度相同,(3)B、C比A角速度小,(4)C比A、B线速度小,1、比较图中A、B、
11、C三点线速度的的大小关系,A、B、C三点的线速度大小相等,课堂练习,思考,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?角速度一样吗?线速度大小一样吗?,地球半径R=6.4106m，地球赤道上的物体A随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？若OB与OA成300则B物体的周期、角速度和线速度各是多大？,课后练习,1. 定义 质点沿圆周运动时，如果在任意相等的时间内通过的圆弧长度都相等, 这种运动就叫做匀速圆周运动。,一、匀速圆周运动,2.匀速圆周运动实例,（1）人造地球卫星绕地球的运动可以近似地看作是匀速圆周运动。,（2）匀速转动的砂轮。,质点在 1 s 内运动的周数,
12、质点沿圆运动一周所用的时间,1. 周期,2. 频率,频率用f表示，单位是 Hz（赫）,周期 T 和频率f 之间的关系为,周期用T 表示，单位是 s（秒）,二、描述匀速圆周运动快慢的物理量,T= 1/f,或 f= 1/T,在工程技术上，常用n 表示固体的转速，n 的常用单位是 r / min（转/分）。,【例1】电动机的转速 n = 1 200 r / min , 求电动机的转动频率是多少？,转速 n 和转动频率f 的关系为,解：,n=60f,做匀速圆周运动的物体通过的弧长 s 跟通过这段弧长所用时间 t 的比值叫做匀速圆周运动的线速度。,3. 线速度,线速度的方向就在圆周该点切线方向上。,怎样
13、来比较两个质点做圆周运动的快慢呢？,“速度”是描述质点运动快慢的物理量。,3.圆周运动的快慢,（1）线速度(v),线速度大小：质点经过圆弧长度s与所用时间t之比。,单位：m/s,线速度方向：,质点所在位置的切线方向。,（1）线速度是矢量：方向为该点圆周的切线方向.,（2）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.,（3）匀速圆周运动的线速度大小保持不变，而方向一直在变化,线速度小结：,在匀速圆周运动中，运动物体与圆心的连线所转过的角度 j 跟转过这个角度所用时间 t 的比值，叫做匀速圆周运动的角速度。,4. 角速度,单位： rad / s （弧度/秒 ）,（1）上式中角度的单位是弧度（rad），所
14、以角速度的单位在国际单位制中是 弧度秒（rads） （2）匀速圆周运动的角速度保持不变 （角速度的大小、方向都不变）,角速度小结：,【例1】人造地球卫星绕地球的运动可以近似地看作是匀速圆周运动，若卫星距地面的高度是9105 m，绕地球一周的时间是100 min，求卫星运动的线速度和角速度（设地球半径为6.4 106 m）。,卫星的线速度为,卫星的角速度为,解：人造地球卫星绕地球运动的轨道半径是地球的半径与卫星距地面高度之和，即,例2：已知月球公转的轨道半径约为3.8105km，地球公转的轨道半径约为1.5108km，月球公转一周的时间为28天，地球公转一周的时间为365天。试求月球与地球公转的
15、线速度和角速度大小。,解：,例3：已知地球半径为6400km，则地球自转过程中，赤道上物体的线速度是多少？角速度是多少？北纬60上物体的线速度是多少？角速度是多少？,解：,5匀速圆周运动物理量间的关系,（1）线速度和角速度的关系:,因为：,所以：,（2）角速度与周期（或频率、转速）的关系：,如图所示，若皮带无打滑现象，则两轮边缘上各点的线速度大小相等,同一个轮上各点角速度相等。即,皮带传动,三、应用实例,【例1】人造地球卫星绕地球的运动可以近似地看作是匀速圆周运动，若卫星距地面的高度是9105 m，绕地球一周的时间是100 min，求卫星运动的线速度和角速度（设地球半径为6.4 106 m）。,卫星的线速度为,卫星的角速度为,解：人造地球卫星绕地球运动的轨道半径是地球的半径与卫星距地面高度之和，即,【例2】一台电动机飞轮的转速是1500 r/min，它转动的周期是多大？角速度是多大？飞轮上距轴10 cm的一点的线速度是多大？,分析：电动机飞轮上各点均绕轴做匀速圆周运动，并且轮上各点的周期、频率和角速度都相同。,解：电动机的转动 频
