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圆周运动
图3过山车上某一点
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。
问题1:图1、图2、图3中物体上的某一点,其运动有什么共同之处?
问题2:图1、图2、图3中物体上的某一点的圆周运动有什么不同之处?
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的大小
猜想3:比较物体转过一圈所用的时间的多少
猜想4:比较物体在一段时间内(1s)转过的圈数
·
A
B
C
·
·
思考:如何来比较物体做圆周运动的快慢?
(1)线速度
小结:如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
定义:
质点通过的弧长Δs与所用时间Δt
的比值
用符号υ表示,即υ=
Δs/
Δt
猜想1:比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
匀速圆周运动是一种变速运动。
“匀速”所指的是“速率不变”。
思考:匀速圆周运动的线速度不变吗?且匀速圆周运动是真正意义上的匀速运动吗?
(2)角速度
定义:
圆周半径转过的角度Δθ
与所用时间Δt的比
值,用符号ω表示。
ω
=
Δθ
/
Δt
猜想2:比较物体在一段时间内半径转过的角度的大小
角速度是矢量
△θ
(3)周期和频率
用符号T
表示,单位是秒(s)。
用符号f
表示,单位是赫兹(Hz)。
c.
周期和频率互为倒数。
即
f
=
1/
T
d.
转速:指每秒转过的圈数,
用符号n表示,
单位:转每秒
(r/
s).
a.
周期:
b.
频率:
猜想3:比较物体转过一圈所用的时间的多少
猜想4:比较物体在一段时间内转过的圈数
说明:ω、T、f、n中任一个量确定,其余三个量也确定,
讨论:
一个质点绕半径为r
的匀速圆周运动,它的周期为T,试求该质点的线速度v和角速度ω
但v还与r有关
=2πn
1、
把地球看成一个球体,在地球表面上赤道某一点A,北纬60°一点B,在地球自转时,A与B两点角速度之比为多大?线速度之比为多大?
A
B
600
2、如果钟表的指针都做匀速圆周运动,钟表上秒针、分针、时针的角速度之比为多大?
时针
分针
秒针
3、如图所示,皮带传送装置A、B为边缘上两点,O1A=2O2B,C
为O1A中点,皮带不打滑.求:vA:vB:vC=
?
ωA
:ωB:ωC=
?
同轴转动的物体:转盘上各点角速度相等
皮带传动装置:轮缘(皮带触点)线速度大小相等
4、如图圆桶以某一角速度匀速转动,子弹以速度v0沿半径方向穿过半径为R的圆桶,在两个弹孔与圆心的连线成60°角,试求圆桶转动的角速度大小(若圆筒旋转不到半周)。
v0
(若圆筒旋转不到一周)。
O
B
A
600