高中物理课件：圆周运动

1、第五章 曲线运动圆周运动在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。思考与讨论（P13）自行车的大齿轮，小齿轮，后轮上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线速度角速度周期转速线速度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：线速度4、单位：m/sv =tl5、方向：质点在圆周某点的线速

2、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lvvvvvo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返回角速度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=t采用弧度制说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。返回5、方向：顺时针或逆时针矢

3、量转速、周期、频率描述圆周运动快慢的物理量定义符号单位物理意义关系物体在单位时间所转过的圈数nr/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1S内所转过的圈数TfsHz或s -1n = f =T1返回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！1、线速度单位:m/s线速度是矢量，它既有大小，也有方向2、角速度单位:rad/s3、转速：n单位：转/秒(r/s)或转/分(r/min)4、周期:T 单位:s5、频率:f 单位：Hz或s -1描述匀速圆周运动快慢的物理量v =tl1、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

4、量),匀速圆周运动的性质 ,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2、做匀速圆周运动的物体，角速度的大小 （不变或变化），角速度的方向 （不变或变化）。所以匀速圆周运动是角速度 （不变或变化）的运动。不变不变不变公式总结思考线速度、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：=T2v =T2r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 = rv = = = rtltrv = rlr1）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当V一定时

5、，与r成反比当一定时，V与r成正比当r一定时，V与成正比推论：根据公式r，可得出速度与角速度成正比吗？小结：2）同一轮上各点的角速度关系某时钟上秒针、分针的长度比为r1 ：r2 1：2，求：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_30：160：1对自行车三轮转动的描述CBA(1)A、B的线速度相同(2)B、C的角速度相同A、B、C三点的线速度和角速度有什么关系？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？课后练习一个大轮通过皮带带动小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，

6、大轮半径是小轮半径的3倍，大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的1/3，大轮边缘上一点P,小轮边缘上一点Q，则vQ:vP=_,vP:vs=_;vQ:vS=_ P:S=_, Q:P=_; Q:s=_ 巩固练习o1o2SPQ重要结论：同一转盘上各点的角速度相等同一皮带轮缘上各点的线速度相等生活中的圆周运动知识回顾物体做圆周运动时，受力有何共同点物体要受到指向圆心的向心力向心力的特点方向：总是指向圆心大小：分析做圆周运动的物体受力情况OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg“供需”平衡 物体做匀速圆周运动提供物体做匀速圆周运动的力物体做匀速圆周运动所需的力向心力公式的理解=从“供” “

7、需”两方面研究做圆周运动的物体F合火车车轮介绍一、铁路的弯道例若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为 ，请问火车的速度为多大？当v=v0时：当vv0时：当vG，即桥对车的支持力大于其所受重力，处于超重状态。2、汽车过凹桥时，在最低点时，凹桥对车的支持力怎样？二、拱形桥 1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？vGFN FNmr2Fmr2F=02、合外力与向心力的关系“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动3、离心运动的应用和防止（1）离心运动的应用甩干雨伞上的水滴链球运动在田径比赛中，链球项目就是得用离心现象来实现投掷的。链球的投掷是通过预摆和旋转来完成的，运

8、动员手持链球链条的一端，在链球高速旋转时，突然松手，拉力消失，链就沿切线方向飞出去。在雨天，我们可以通过旋转雨伞的方法甩干雨伞上的水滴，旋转时，当转动快到一定的程度时，水滴和雨伞之间的附着力满足不了水滴做圆周运动所需的向心力，水滴就会做远离圆心的运动而被甩出去。 把湿布块放在离心干燥器的金属网笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力 F足以提供所需要的向心力，使水滴做圆周运动.当网笼转的比较快时，附着力 F 不足以提供所需要的向心力，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。 离心干燥器oFmr2F（2）离心运动的防止：在水平公路上行驶的汽车转

9、弯时fmax 时,杆子对小球是拉力.当速度V 时,杆子对小球是支持力.当速度V= 时,杆子对小球无作用力.mgNF如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨则其通过最高点时（ ）A小球对圆环的压力大小等于mgB小球受到的向心力等于重力 C小球的线速度大小等于 D小球的向心加速度大小等于gBCD如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动.让小球在竖直平面内绕轴O做半径为的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v.下列说法中正确的是( )A.v不能小于B.v时，小球与细杆之间无弹力作用时

10、，小球与细杆之间的弹力随v增大而增大时，小球与细杆之间的弹力随v减小而增大C.v大于D.v小于BCD 绳杆圆管 m的受力情况 最高点A的速度 最低点B的速度AOmBL重力、绳的拉力AOmBL重力、杆的拉力或支持力AOmBR重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力小结：竖直平面内的变速圆周运动例、如图所示，质量为m的小球，用长为L的细绳，悬于光滑斜面上的0点，小球在这个倾角为的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是vl和v2，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?巩固应用T1mgsinmgsinT2T1mgsinmv12/LT1mv12/L- mgsinT2-mgsinmv22/LT2mgsin+mv22/L匀速圆周运动问题