(共20张PPT)
6.1
圆周运动
高一物理备课组
学习目标
1、认识生活中的圆周运动
2、知道线速度的物理意义、定义式、矢量性
3、知道什么是匀速圆周运动及其特点
4、知道角速度的物理意义、定义式、单位
5、了解转速、周期和频率的含义
6、掌握线速度与角速度的关系,掌握角速度和周期的关系
这些运动都有一个特点------运动轨迹是圆
一、圆周运动
定义
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
我们列举的这些做圆周运动物体上的质点,哪些运动得较慢?哪些运动得更快?我们应该如何比较它们运动的快慢呢?
我们用线速度这个物理量来描述圆周运动的运动快慢。
我们曾经用速度这个概念来描述物体做直线运动时的快慢,那么我们能否继续用这个概念来描述圆周运动的快慢呢?
二、线速度
1、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.
注意:这里是弧长,而直线运动中是位移
2、物理意义
描述质点沿圆周运动的快慢
3、定义式(大小)
(弧长/时间)
单位:
m/s
4、方向
线速度的方向是沿圆周运动的切线方向
当选取的时间t很小很小时(趋近零).弧长l就等于物体在t时刻的位移,定义式中的v,就是直线运动中学过的瞬时速度了
三、匀速圆周运动(特殊的圆周运动)
1、定义
线速度的大小处处相等的圆周运动叫作匀速圆周运动
匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗?
“匀速圆周运动”中的“匀速”指的是速度的大小不变,即速率不变:而“匀速直线运动”的“匀速”指的速度不变.是大小方向都不变,二者并不相同.
a.线速度大小相等
b.匀速圆周运动是一种变速运动
2、总结
线速度的方向在时刻变化
思考:
除了用线速度,还有没其他办法来描述圆周运动的快慢?
C
D
转盘上的质点由A点运动到B点与C点运动到D点,谁的线速度大?
而它们在同一转盘上其线速度大小却不一样,而它们是应该有共同点的.因此这就需要我们去思考:描述圆周运动的快慢,除了用线速度外,还有没有其他方法?
四、角速度
1、定义
在匀速圆周运动中.连接运动质点和圆心的连线(即半径)转过θ的角度跟所用时间t的比值,就是质点运动的角速度.
θ
2、物理意义
描述了质点绕圆心转动的快慢
3、定义式
3、方向
与圆周运动旋转的顺逆顺序有关,中学阶段不要求掌握
4、弧度
圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述,这个比值是没有单位的,为了描述问题的方便,我们“给”这个比值一个单位,这就是弧度.弧度不是通常意义上的单位.计算时,不能将弧度带进算式中.
5、角速度的单位
国际单位制中,角速度的单位是弧度/秒(rad/s)或rad.s-1
思考
匀速圆周运动中,角速度是否相等呢?怎么证明?
证明:
又
且
角速度相等
小结:匀速圆周运动是角速度不变的运动
其它描述圆周运动快慢的物理量
1、工程技术上常用:转速或转数
n(单位时间转过的圈数)
单位:r/s
或
r/min
(round
per
minute)
转每秒
或
转每分
2、周期
T
(圆周运动一周所用的时间)
3、频率f
:周期的倒数
思考
角速度和周期存在什么关系?
(推导略)
公式总结
线速度:
弧度:
角速度:
转
速:
角速度与线速度的关系:
角速度与周期的关系:
频率:
随堂练习
1、质点做匀速圆周运动,下列哪些物理量保持不变
(
)
A、线速度
B、周期
C、角速度
D、线速度的大小
BCD
D
4、一个质量为3kg的物体在半径为2m的圆周上以大小为4m/s的速度做匀速圆周运动,求:
(1)、物体的角速度为多大?
(2)、物体运动的周期为多少?
C
课后反馈
1、学完本节内容,还有哪些知识点没有弄懂?
2、认真完成教辅书上习题