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第1节 圆周运动
第六章
如图:自行车上的点在做圆周运动,哪些点运动得更快些?
思考与讨论
方法一:比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
方法二:比较物体在一段时间内半径转过的角度
2.物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
1.定义:当Δt非常非常小时,弧长ΔS与时间Δt之比就可以表示物体在A点时运动的快慢。
3.大小:
4.单位:m/s
v =
Δt
Δs
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。
矢量
S
一、线速度
Δt
A
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。
二、匀速圆周运动
匀速圆周运动中的速度变还是不变呢?
物理意义:描述质点转动的快慢。
定义:物体做圆周运动,半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
大小:
单位:rad/s (弧度/秒)
ω=
Δt
Δ
θ
Δθ采用弧度制
说明:匀速圆周运动是角速度不变的运动。
三、角速度
Δt
A
Δ
θ
定义
符号
单位
物理意义 关系 物体在单位时间(每秒或每分)转的圈数
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
T
s
n =
T
1
转速
周期
四、周期、转速
描述圆周运动各物理量间的关系
当Δθ以弧度为单位时,
匀速圆周运动特点:
1.线速度
2.角速度、周期、转速
例题:一个小孩坐在游乐场的旋转木马上,绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动,圆周的半径为4.0m。当他的线速度为2.0m/s时,他做匀速圆周运动的角速度是多少?周期是多少?
解:当小孩的线速度为2.0m/s时,他做匀速圆周运动的角速度
ω=v/r=2.0/4.0rad/s=0.5rad/s
他做匀速圆周运动的周期T=2πr/v=2π×4.0/2.0s=12.6s
当小孩的线速度为2.0m/s时,他做匀速圆周运动的角速度是0.5rad/s,周期是12.6s。
1.传动装置线速度的关系
a、皮带传动-轮缘线速度相等
b、齿轮传动-轮缘线速度相等
特点: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
两个重要的结论
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
学以致用:
1、(多选)关于匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是变速运动
B.做匀速圆周运动的物体的速率不变
C.做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的位移相等
D.做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的路程相等
ABD
2.(多选)机械表的时针和分针做圆周运动( )
A.分针角速度是时针角速度的12倍
B.分针角速度是时针角速度的60倍
C.如果分针的长度是时针长度的1.5倍,则分针端点的线速度是时针端点线速度的18倍
D.如果分针的长度是时针长度的1.5倍,则分针端点的线速度是时针端点线速度的1.5倍
AC
3、如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是rA=rC=2rB。若皮带不打滑,求A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的线速度之比和角速度之比。
4、如图所示,直径为 d 的纸制圆筒,使它以角速度 ω绕轴 O 匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下 A、B 两个弹孔,已知 AO、BO 夹角为 φ,求子弹的速度。
O
φ
A
B
ω
解: 子弹从 A 穿入圆筒到从 B 穿出圆筒,圆筒转过的角度为 π-φ,则子弹穿过圆筒的时间为 t=(π -φ)/ω
在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径 d,则子弹的速度为 v = d/t =ωd/(π-φ)
平抛
课堂小结
斜抛
抛体运动的规律
思路:化曲为直
方法:运动的分解
水平方向:
竖直方向:
速度
位移
0.6s,0.5s
【练习4】(多选)(重庆育才中学2022高一期末)如图,倾角为α=45°的斜面ABC固定在水平面上,质量为m的小球从顶点A先后以初速度v0和2v0向左水平抛出,分别落在斜面上的P1、P2点,经历的时间分别为t1、t2;A点与P1、P2之间的距离分别为l1和l2,不计空气阻力影响。下列说法正确的是( )
A.t1:t2=1:1
B.l1:l2=1:4
C.两球刚落到斜面上时的速度比为1:4
D.两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为1:1
【参考答案】BD
课堂练习
(1)3s;(tanα=3/2;(3)1.5s,
(1)3.2m;
(m; 10m/s,与水平方向夹角tanα=4/3
(1)1.5m/s;
(6级台阶