圆周运动
知识回顾
匀速直线运动是指
的直线运动;
匀变速直线运动是指
的直线运动
平均速率=
瞬时速度的定义:公式v=△l/△t,当△l取得
时,△l/△t称为某点的
新课预习
请你观察一下石英钟表盘上分针、时针、秒针,总结一下它们的尖端运动有什么特点(提示:轨迹)?它们运动的快慢程度一样吗?如果不一样,你知道怎么描述它们的快慢吗?
圆周运动
我们把这类
或
的机械运动称为
运动。你能举出生活中的这种运动吗?
二、线速度
如图所示,物体由A沿圆弧运动到B,用时△t,走过的弧长为△s,用
表示物体的平均速率,当△t取很小时,就可以用
表示物体在A点运动的快慢,通常把它称为圆周运动的
,用符号v表示,则有v=
,方向为物体做圆周运动时该点的
。
如果物体沿着
运动,并且线速度的
不变,这种运动叫做
,但线速度的方向是
,因此它是一种
运动,这里的“匀速”是指
不变,即线速度的
不变。
角速度
请你观察一下自行车,自行车前进时,由于链条不可伸长,也不会脱离齿轮打滑,因而前后齿轮边缘上的点在相等时间通过的弧长
,即
相等。但仔细观察可发现前后轮转动的快慢程度
,即由于两个齿轮的半径不同,相等时间内它们转过的角度
。
那么如何描述它们转动的快慢呢?
如图,物体在△t时间内由A运动到B,半径OA在这段时间内转过的
与
的比值叫做角速度,用符号
表示,定义式为
。
角速度的单位由
和
共同决定。在国际单位制中,时间单位是
,角的单位是
,符号
,所以角速度的单位是
,符号是
。在运算中通常把弧度或rad略去不写,所以角速度的单位可以写为
。
由于匀速圆周运动是线速度
的运动,物体在相等时间内通过的弧长
,所以物体在相等时间内转过的
也相等。因此可以说,匀速圆周运动是
的圆周运动
周期与转速
做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫做
,用
表示,它的单位与
的单位相同,技术中常用
来描述物体做圆周运动的快慢,转速是指物体转动的
与所用
之比,常用
表示。转速单位为
(
),或
(
)。它们都
国际单位制中的单位,运算时往往要把他们换算成
。1
r/s=
rad/s,1
r/min=
rad/s。
线速度与角速度的关系
由v=
,ω=
,当△θ以
为单位时,△θ=
,由此可得v=
。这表明在圆周运动中,线速度的大小等于
与
的
。
重要推论
前面讨论过自行车前进时,由于链条不可伸长,也不会脱离齿轮打滑,因而前后齿轮边缘上的点在相等时间通过的弧长
,即
相等。你还能举出边缘各点线速度相等的装置吗?
如图,请分析A、B两点在相等时间内转过的角度是否相等?同一个物体上的各点角速度相等吗?
课堂练习:
地球可以看作一个半径为6.4×103km的球体,北京的维度约为北纬400。位于赤道和位于北京的物体,随地球自转做匀速圆周运动的角速度各多大?线速度各是多大?
2、某个走时准确的时钟,分针与时针由转动到针尖的长度之比是1.4:1。
分针与时针的角速度之比是多少
分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少?
3、在图中,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面上没有滑动。请在该装置的A、B、C三点中选择有关的两个点,说明公式v=ωr的以下三种变量关系:
v相等,ω跟r成反比
ω相等,v跟r成正比
r相等,v跟ω成正比
板书整理——知识要点
圆周运动
圆周运动
定义:我们把这类轨迹为
或一段
的机械运动称为圆周运动。
圆周运动快慢的描述
线速度
定义:如果Δt
,
就可以表示物体在某点时运动的快慢。
定义式:
,单位:
;方向:轨迹上该点的
方向。
匀速圆周运动:如果物体沿
运动,并且
处处相等。
角速度
定义:半径在Δt时间内
与所用时间的
叫作角速度
定义式:
,单位:
;对于匀速圆周运动,角速度
周期
做
运动的物体,运动
所用的时间。用符号
表示,单位
。
转速
定义:物体转动的
与所用时间的
,常用符号
表示,单位:
各量关系
线速度与角速度关系:v=
;周期与转速关系:
;线速度与周期关系:
;角速度与周期关系:
;
重要推论:依靠摩擦、皮带、链条等传动装置,它们边缘的个点线速度
同轴带动或同一个物体上的各点
。
A
B
△s
A
B
△s
△θ
ω
A
B圆周运动
知识回顾
匀速直线运动是指
加速度为零,速度不变
的直线运动;
匀变速直线运动是指加速度恒定
的直线运动
平均速率=s/t
瞬时速度的定义:公式v=△l/△t,当△l取得
足够小
时,△l/△t称为某点的
瞬时速度
新课预习
请你观察一下石英钟表盘上分针、时针、秒针,总结一下它们的尖端运动有什么特点(提示:轨迹)?它们运动的快慢程度一样吗?如果不一样,你知道怎么描述它们的快慢吗?
都是圆周运动,不一样,相同时间内比较转过的角度
圆周运动
我们把这类
轨迹为圆周
或
一段圆弧
的机械运动称为
圆周运动。你能举出生活中的这种运动吗?
线速度
如图所示,物体由A沿圆弧运动到B,用时△t,走过的弧长为△s,用
△s/△t
表示物体的平均速率,当△t取很小时,就可以用
△s/△t
表示物体在A点运动的快慢,通常把它称为圆周运动的
线速度
,用符号v表示,则有v=
△s/△t
,方向为物体做圆周运动时该点的
切线方向
。
如果物体沿着
圆周
运动,并且线速度的大小
不变,这种运动叫做
匀速圆周运动
,但线速度的方向是时刻变化的
,因此它是一种
变加速曲线
运动,这里的“匀速”是指
速率
不变,即线速度的
大小
不变。
角速度
请你观察一下自行车,自行车前进时,由于链条不可伸长,也不会脱离齿轮打滑,因而前后齿轮边缘上的点在相等时间通过的弧长相等
,即
线速度
相等。但仔细观察可发现前后轮转动的快慢程度不相同
,即由于两个齿轮的半径不同,相等时间内它们转过的角度不相等
。
那么如何描述它们转动的快慢呢?
如图,物体在△t时间内由A运动到B,半径OA在这段时间内转过的
角△θ
与
所用时间△t
的比值叫做角速度,用符号
ω
表示,定义式为
ω=△θ/△t
。
角速度的单位由
角的单位
和
时间的单位
共同决定。在国际单位制中,时间单位是秒
,角的单位是
弧度
,符号rad
,所以角速度的单位是
弧度每秒
,符号是
rad/s
。在运算中通常把弧度或rad略去不写,所以角速度的单位可以写为
s-1
。
由于匀速圆周运动是线速度
大小不变
的运动,物体在相等时间内通过的弧长相等,所以物体在相等时间内转过的
角度
也相等。因此可以说,匀速圆周运动是
角速度
的圆周运动
周期与转速
做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫做
周期
,用
T
表示,它的单位与
时间的单位相同,技术中常用转速
来描述物体做圆周运动的快慢,转速是指物体转动的圈数与所用
时间
之比,常用
n表示。转速单位为转每秒
(r/s),或
转每分钟(
r/min)。它们都
不是
国际单位制中的单位,运算时往往要把他们换算成弧度每秒
。
线速度与角速度的关系
由v=△s/△t
,ω=
△θ/△t
,当△θ以
弧度
为单位时,△θ=
△s/r
,由此可得v=
ωr。这表明在圆周运动中,线速度的大小等于
角速度的大小与
半径
的
乘积
。
重要推论
前面讨论过自行车前进时,由于链条不可伸长,也不会脱离齿轮打滑,因而前后齿轮边缘上的点在相等时间通过的弧长
相等
,即
线速度
相等。你还能举出边缘各点线速度相等的装置吗?
如图,请分析A、B两点在相等时间内转过的角度是否相等?同一个物体上的各点角速度相等吗?
课堂练习:
地球可以看作一个半径为6.4×103km的球体,北京的维度约为北纬400。位于赤道和位于北京的物体,随地球自转做匀速圆周运动的角速度各多大?线速度各是多大?
7.27×10-5rad/s
465.28m/s
356.43m/s
2、某个走时准确的时钟,分针与时针由转动到针尖的长度之比是1.4:1。
分针与时针的角速度之比是多少
12:1
分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少?16.8:1
3、在图中,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面上没有滑动。请在该装置的A、B、C三点中选择有关的两个点,说明公式v=ωr的以下三种变量关系:
v相等,ω跟r成反比
A、B
ω相等,v跟r成正比
A、C
r相等,v跟ω成正比
B、C
板书整理——知识要点
圆周运动
圆周运动
定义:我们把这类轨迹为
圆周或一段
圆弧
的机械运动称为圆周运动。
圆周运动快慢的描述
线速度
定义:如果Δt足够小
,
△s/△t
就可以表示物体在某点时运动的快慢。
定义式:v=△s/△t
,单位:
m/s
;方向:轨迹上该点的
切线
方向。
匀速圆周运动:如果物体沿圆周
运动,并且
线速度大小
处处相等。
角速度
定义:半径在Δt时间内
转过的角
与所用时间的
比值
叫作角速度
定义式:
ω=
△θ/△t
,单位:
rad/s
;对于匀速圆周运动,角速度不变
周期
做匀速圆周
运动的物体,运动
一周
所用的时间。用符号T
表示,单位
秒(s)
。
转速
定义:物体转动的
圈数与所用时间的
比值,常用符号n
表示,单位:r/s
各量关系
线速度与角速度关系:v=
ωr
;周期与转速关系:
T=1/n
;线速度与周期关系:
V=2πr/T
;角速度与周期关系:ω=2π/T
;
重要推论:依靠摩擦、皮带、链条等传动装置,它们边缘的个点线速度大小相等
同轴带动或同一个物体上的各点
角速度相等。
A
B
△s
A
B
△s
△θ
ω
A
B