2019物理同步大讲堂人教必修二课件:5.4 圆周运动2 .ppt
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1、4.圆周运动,一、线速度 1.定义:物体做圆周运动通过的_与通过这段_ 所用_的比值,v=_。 2.意义:描述做圆周运动的物体_的快慢。 3.方向:线速度是矢量,方向与圆弧_,与半径_。,弧长,弧长,时间,运动,相切,垂直,4.匀速圆周运动: (1)定义:沿着圆周,并且线速度大小_的运 动。 (2)性质:线速度的方向是时刻_的,所以是一种 _运动。,处处相等,变化,变速,二、角速度 1.定义:连接物体与圆心的半径转过的_与转过这一 _所用_的比值,=_。 2.意义:描述物体绕圆心_的快慢。,角度,角度,时间,转动,3.单位: (1)角的单位:国际单位制中,_与_的比值表示 角的大小,称为弧度,
2、符号:_。 (2)角速度的单位:弧度每秒,符号是_或_。,弧长,半径,rad,rad/s,rads-1,4.转速和周期: (1)转速:单位时间内物体_,常用n表示,单 位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。 (2)周期:做匀速圆周运动的物体,转过一周_, 用T表示,国际制单位为秒(s)。,转过的圈数,所用的时间,三、线速度与角速度的关系 1.两者关系:在圆周运动中,线速度的大小等于角速度 大小与半径的_。 2.关系式:_。,乘积,v=r,【思考辨析】 (1)匀速圆周运动是一种匀速运动。 ( ) (2)做匀速圆周运动的物体,相同时间内位移相同。 ( ) (3)在国际单位制中,角的单位是“度
3、”。 ( ),(4)质点做匀速圆周运动时,因为v=r,线速度与轨道半径成正比。 ( ) (5)做匀速圆周运动的物体,其角速度不变。 ( ) (6)做匀速圆周运动的物体,转速越大,角速度越大。 ( ),提示:(1)。匀速圆周运动的线速度方向是时刻变化的,故是一种变速运动。 (2)。做匀速圆周运动的物体,相同时间内位移大小相等,方向不同。 (3)。在国际单位制中,角的单位是“弧度”。,(4)。只有当角速度一定时,线速度才与轨道半径成正比。 (5)。匀速圆周运动的角速度保持不变。 (6)。由于=2n,匀速圆周运动的角速度与转速成正比,转速越大,角速度越大。,【生活链接】 打篮球的同学可能玩过转篮球,
4、让篮球在指尖旋转,展示自己的球技。如图所示,若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转,那么篮球上不同高度的各点的角速度相同吗?线速度相同吗?,提示:篮球上各点的角速度是相同的,但由于不同高度的各点转动时的圆心不同,半径一般不同,由v=r可知不同高度的各点的线速度一般不同。,月亮绕地球做圆周运动,地球绕太阳做圆周运动。如图所示关于各自运动的快慢,地球和月亮的“对话”。地球说:“你怎么走得这么慢?我绕太阳运动1s要走29.79 km,你绕我运动1 s才走1.02 km。”,月亮说:“不能这样说吧!你一年才绕太阳转一圈,我27.3天就能绕你转一圈,到底谁转得慢?” 请问:地球说得对,还是月亮说得对?,提示:地
5、球和月亮说的均是片面的,它们选择描述匀速圆周运动快慢的标准不同。应该说地球绕太阳运动的线速度比月亮绕地球运动的线速度大,而月亮绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角速度大。,知识点一 描述圆周运动的物理量及其关系 探究导入: 摩天轮启动后,挂在摩天轮边缘的座舱做圆周运动,若摩天轮的半径为50m,转过一周所用的时间为30min,那么:,(1)摩天轮边缘各点的线速度、角速度、周期各是多少? (2)如何推导线速度与周期的关系式?如何推导角速度与周期的关系式?,提示:(1)线速度v= 0.17m/s,角速 度= rad/s0.0035rad/s,周期T=3060s =1800s。 (2)可根据摩天轮旋
6、转一周时的弧长、角度和时间,应用 线速度、角速度的定义式进行推导。,【归纳总结】 1.描述圆周运动的各物理量之间的关系:,2.描述圆周运动的各物理量之间关系的理解: (1)角速度、周期、转速之间关系的理解:物体做匀速 圆周运动时,由= =2n知,角速度、周期、转速三 个物理量,只要其中一个物理量确定了,其余两个物理 量也唯一确定了。,(2)线速度与角速度之间关系的理解:由v=r知,r一 定时,v;v一定时, ;一定时,vr。,【易错提醒】 (1)线速度是描述圆周运动物体运动快慢的物理量,线速度大,物体转动得不一定快。 (2)角速度(或周期、转速)是描述圆周运动中物体转动快慢的量,角速度大,物体
7、运动得不一定快。,【典题通关】 考查角度1 圆周运动物理量及其关系的理解 【典例1】(多选)(2017大同高一检测)对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是 世纪金榜导学号35684014( ),A.根据T= ,线速度越大,则周期越小 B.根据T= ,角速度越大,则周期越小 C.角速度越大,速度的方向变化越快 D.线速度越大,速度的方向变化越快,【正确解答】选B、C。根据T= ,当轨道半径一定时, 才有线速度越大,周期越小,选项A错误;角速度越大,周 期越小,选项B正确;单位时间内质点与圆心的连线(圆 半径)转过的角度越大,速度的方向变化越快,选项C正 确、D错误。,考查角度2 圆周运动物理
8、量间的计算 【典例2】高速或超速离心机是基因提取中的关键设备,当超速离心机转速达80000r/min时,则关于距超速离心机转轴12cm处的质点,下列说法正确的是 ( ) 世纪金榜导学号35684015,A.周期为 s B.线速度大小为320m/s C.角速度为160000rad/s D.角速度为 rad/s,【解题探究】做圆周运动的物体: (1)周期与角速度间的关系表达式为:=_。 (2)角速度与转速n(单位为r/s)的关系表达式为: =_。 (3)线速度与角速度的关系表达式为:v=_。,2n,r,【正确解答】选B。离心机转速n=80000r/min= r/s,半径r=0.12m。故周期T=
9、=7.510-4s,A错。角速度=2n= rad/s, C、D错。线速度v=r= 0.12m/s=320m/s, B对。,【误区警示】应用数学知识分析物理问题的注意事项 (1)确定自变量与因变量之间是否为正、反比关系时,首先应确定其他物理量是否为定值。 (2)计算中,若已知物理量采用的不是国际单位制单位,应先将其转换为用国际单位制单位表示。,【过关训练】 1.根据教育部的规定,高考考场除了不准考生带手机等通讯工具入场外,手表等计时工具也不准带进考场,考试是通过挂在教室里的时钟计时的,关于正常走时的时钟,下列说法正确的是 ( ),A.秒针角速度是分针角速度的60倍 B.分针角速度是时针角速度的6
10、0倍 C.秒针周期是时针周期的 D.分针的周期是时针的,【解析】选A。秒针、分针、时针周期分别为T1=1min, T2=60min,T3=720min。所以 选项C、D 错误。根据 选项A正确、 B错误。,2.(多选)(2017郑州高一检测)假设“神舟十一号”实施变轨后做匀速圆周运动,共运行了n周,起始时刻为t1,结束时刻为t2,运行速度为v,半径为r。则计算其运行周期可用 ( ),【解析】选A、C。由题意可知“神舟十一号”匀速圆 周运动n周所需时间t=t2-t1,故其周期T= 选项A正确;由周期公式有T= ,选项C正确。,【补偿训练】 1.一小球沿半径为2m的轨道做匀速圆周运动,若周期为 s
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