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6.1 圆周运动
第六章 圆周运动
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新课导入 欣赏圆之美
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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。
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概念界定 圆周运动
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日常生活和生产实践中做圆周运动的物体可以说是“举不胜举”。我们又如何比较它们运动的快慢呢
说一说: 你见过哪些物体做圆周运动?
如何比较大齿轮、小齿轮、后轮的运动快慢。
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猜想1
比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
猜想 2
比较物体在一段时间内半径转过的角度
Text in here
猜想 4
比较物体在一段时间内转过的圈数
Text in here
猜想3
比较物体转过一圈所用时间
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2
定义:质点做圆周运动通过的弧长△s和所用时 间△t的比值
时间△t很小很小时(趋近零).弧长△s就近似等于物体的位移,计算得到v就是瞬时速度
(比值定义法)
(m/s)
指弧长并非位移
线速度v
△s
△t
v
v
v
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2
线速度的方向
A
B
O
水滴沿伞切线飞出
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思考1:匀速圆周运动是线速度不变的运动?
匀速圆周运动:物体沿圆周运动,且线速度的大小处处相等。
方向:圆周上各点的切线方向
——匀速圆周运动是变速曲线运动
如图, A、B是车轮钢丝上的两点,它们的线速度相等吗?
思考2:A、B的线速度不同,而它们的运动应该有共同之处. 能否找到一个物理量体现A、B做圆周运动的相同点
A
B
θ
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A
B
θ
定义:质点做匀速圆周运动,质点与圆心的连线(半径)转过的角度△θ和所用时间△t的比值
角速度ω
ω=
Δt
Δ
θ
(弧度/秒)即(rad/s)
思考3: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
*方向:右手螺旋,大姆指的指向
——圆心角θ大小的计算: θ=弧长l/半径r
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定义
符号
单位
物理意义
关系
做匀速圆周运动的物体在单位时间所转过的圈数
n
r/s或r/min
描述物体做匀速圆周运动的快慢
做匀速圆周运动的物体转动一周所用的时间
T
f
s
Hz或s-1
周期
转速
频率
做匀速圆周运动的物体在单位时间所转过的圈数
当转速n的单位为转/秒(r/s)时:
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例1 关于匀速圆周运动,下列说法正确的是
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是角速度不变的运动
C.匀速圆周运动是线速度不变的运动
D.匀速圆周运动是加速度不变的运动
√
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例2 做匀速圆周运动的物体,10 s内沿半径为20 m的圆周运动了100 m,试求物体做匀速圆周运动时:
(1)线速度的大小;
答案 10 m/s
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(2)角速度;
(3)周期.
答案 0.5 rad/s
答案 4π s
公式:v=ωr
设物体做圆周运动的半径为r,由A到B的时间为Δt,AB弧长为Δs,AB弧对应的圆心角为Δθ,则
在圆周运动中,线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积
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关系联结 线角关系
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当 v 一定时,ω 与 r 成反比
当 ω 一定时,v 与 r 成正比
当 r 一定时, v 与 ω 成正比
根据公式 v = rω,得出速度 v 与角速度 ω 成正比,你同意这种说法吗?请说出你的理由。
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思考讨论
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关系联结 线角关系
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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:
v = rω
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关系联结 线角关系
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例3 (多选)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是
A.因为v=ωr,所以线速度大小v与轨道半径r成正比
B.因为ω= ,所以角速度ω与轨道半径r成反比
C.因为ω=2πn,所以角速度ω与转速n成正比
D.因为ω= ,所以角速度ω与周期T成反比
√
√
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关系联结 线角关系
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1. 圆周运动的概念
3. 匀速圆周运动的特点及性质
2. 描述圆周运动的几个物理量及其关系
(1) 线速度大小不变,方向时刻变化,是变速运动
(2) 速率、角速度、周期、频率、转速都不变
v = rω
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总结
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1. 对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )
A. 相等的时间里通过的路程相等
B. 相等的时间里通过的弧长相等
C. 相等的时间里发生的位移相同
D. 相等的时间里转过的角度相等
ABD
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2.(多选)A、B两个质点分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比为sA∶sB=2∶3,转过的角度之比ΔθA∶ΔθB=3∶2,则下列说法正确的是( )
A.它们的运动半径之比rA∶rB=2∶3
B.它们的运动半径之比rA∶rB=4∶9
C.它们的周期之比TA∶TB=2∶3
D.它们的转速之比nA∶nB=2∶3
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5
BC