圆周运动基本概念
s 2R cos 60 2 3.14 6.4 10 6 0.5 v2 2.33 10 2 m / s t t 24 3600
2 1 7.27 10 rad / s
5
r
R O
R
1.钟表里的时针、分针、秒针的角速度之 1:12:720 比为_______ 若秒针长 0.2m,则它的针尖的线速度是 m/s _______ 150 2.一电动机铭牌上标明其转子转速为 1440r/min,则可知转子匀速转动时,周期 1 48π rd/s. 为____s,角速度_______
弧长 2 R 运动一周弧度 = = 2 半径 R 360 2 (rad )
练习:1800对应多少弧度? 900对应多少弧度?
2
3、角速度的单位: 弧度/秒
rad/s
说明:匀速圆周运动是角速度不变的运动。
二、描述圆周运动快慢的的物理量 三、周期和频率
1)周期(T ): 匀速圆周运动的物体运动
v r
(3)角速度与周期、频率的关系
2 r 2 rf v T 2 2 f T
讨论: 1)r一定,v与ω成正比 2)v一定,ω与r成反比 3)ω一定,v与r成正比
常见传动从动装置 皮带(链条)传动、齿轮传动、摩擦传 动中轮子上各点A、B、C的线速度、角速度 的关系如何?
思考与讨论:
C
A
B
自行车的大齿轮(C点)、小齿轮(B点)、后轮(A点)是相 互关联的三个转动部分,行驶时,这三个轮子上各点 在做圆周运动。那么,哪些点运动得更快些?
二、描述圆周运动快慢的的物理量
1、物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。 2、定义:质点做圆周运动通 过的弧长 Δs 和所用时间 Δt 的 比值叫做线速度。 Δs是弧长并非位移 3、大小: Δs v = Δt
∆s
4、单位:m/s
当Δt 很小很小时(趋 近零),弧长Δs就等 于物体的位移,式中 的v ,就是直线运动中 学过的瞬时速度。
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。
6.匀速圆周运动
——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。
率 匀速圆周运 动中的“匀 速”指速度 不变吗? 注意:“匀速”圆周运动是一种变速曲线运动
速度方向时刻在变化
二、描述圆周运动快慢的的物理量
1、物理意义:描述质点转过圆心角的快慢。 2、定义:质点所在的半 径转过圆心角Δθ和所用 Δ θ 时间Δt的比值叫做角速 度。 Δθ采用弧 Δθ 度制 3、大小: ω= Δt 思考:角速度的单
一周所需的时间。 –单位:秒(s) 2)频率(f ):单位时间内完-1
3)二者关系:T=1/f 或T·f=1 4)转速(n):单位时间内转过的圈数
–单位:转/ 秒(r/s)
——同频率
三、描述圆周运动各物理量的关系
(1)线速度和角速度的关系
2 r v T 理解 v wr 2 w (2)线速度与周期、频率的关系 T
24
1、描述圆周运动快慢的物理量有线速度、 角速度、周期和频率、转速,分别用符号v, ω,T,f、n 表示。 2、在匀速圆周运动中,角速度、周期、频 率和转速均是不变的,线速度的大小不变、 方向时刻改变。 3、线速度、角速度和周期之间的关系
2 r v T 2 w T
x v0t rt r
2h g
如图所示为俯视图,表示水滴从a点甩离伞面 ,落在地面上的b点;O是转动轴(圆心),可 见水滴落在地面上形成的圆的半径为
2 2 h R= r 2 x 2 r 1 g
• 线速度和角速度的关系
A θ o r ∆s B
s r v r t t
v wr
实例探究
一把雨伞,圆形伞面的半径为r,伞面边缘距地面的高度为h,以 角速度ω旋转这把雨伞,问伞面边缘上甩出去的水滴落在水平地 面上形成的圆的半径R多大?
【解析】 水滴从伞面边缘甩出去以后做平 抛运动,水滴的水平速度为v0=ω r. 水滴在空中做平抛运动的时间为 t 2h
g
水滴做平抛运动的水平射程为
皮带传动 齿轮传动 摩擦传动
AB
c
皮带(链条)传动、齿轮传动、摩擦传动中 轮子上各点A、B、C的线速度、角速度的关系如 何?
C C
结论 1. 同一转轴上各点(A,C)角速度相同 2. 通过皮带传动、外切咬合轮缘、一辆车前后轮 边缘的各点(A,B)线速度大小相等。
例一:如图所示装置中,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 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。 1).请在装置的A、B、C三个点中选择有关的 两点,说明v=ωr之间三种变量关系。 a. ω一定,v与r成正比 A、C b. v一定,ω与r成反比 A、B c. r一定,v与ω成正比 B、C 2).求出三点间线速度角速度的比值关系。
v A : vB : vC 2 : 2 :1
C O1
A B
A : B : C 1: 2 :1
O2
自行车的大齿轮(C点)、小齿轮(B点)、后轮(C点) 是相互关联的三个转动部分,行驶时,这三个轮 子上各点"速度“比较 1)B、C两点线速度相同,且小于 A A点线速度。 2)A、B两点角速度相同,且大 B 于C点角速度。 C
位是什么样的?
角度制和弧度制
A θ o r
1、角度制:
∆s 将圆周等分成360等份,每一等份 对应的圆心角定义为 1 度。 B
2、弧度制:
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(rad).
弧长 S 半径 R
例题二:已知地球半径为6400km,则地球自转过程中, 赤道上物体的线速度是多少?角速度是多少?北纬 60°上物体的线速度是多少?角速度是多少?
解:
s 2 R 2 3.14 6.4 106 v1 4.65 102 m / s t t 24 3600 2 2 3.14 1 7.27 105 rad / s t t 24 3600
这些物体的 运动轨迹有 什么特点?
第五章
曲线运动
5.4 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。
探 究
圆周运动的位置如何确定?如何判断 快慢? 弧长 相同时间内通过的弧长
转角 相同时间内转过的角度
时 钟
描述快慢的物理量:
线速度ν、角速度ω、周期Τ、转速n