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高中物理_匀速圆周运动快慢的描述教学课件设计
v — 速度 v — 速率
实例:如图所示,若两物体甲和乙同时从A点出发,沿顺时针做 快慢不同的匀速圆周运动,甲比乙运动得快,经过时间t,甲第一 次运动到了C点;乙第一次运动到了B点 。
A
位移
甲的平均速度:
V甲 =
S AB t1
位移
乙的平均速度:
V乙 =
S AC t2
甲 C
乙
B 图(2)
∵ SAB>SAC
匀速圆周运动快慢的描述
一、圆周运动
圆周运动就是运动轨迹是圆周的运动
1、日常生活中常见的圆周运动
机械钟表的指针、齿轮、电风扇的叶片、汽车的车轮在转动时的运动
2、最简单的圆周运动:
匀速圆周运动
与匀速直线运动的区别:
运动的方向不断变化 特点:运动快慢不变
回顾:如何描述直线运动的快慢
v=
s t
S — 位移 S — 路程
A
O
B
c
图(3)
(4)线速度的方向: 沿圆周的切线方向
拓展:曲线运动的线速度方向是否都沿轨迹的切线 方向?
实例:观察并比较小自 行车上AB两点、BC两 点的运动快慢。
弧长
相同时间内, A点通过的弧 长大于B点通 过的弧长
v= s t
VA>VB
弧长
相同时间内, A点通过的 v
=
s t
弧长等于C
VA=VC
3、周期、频率和转速 (1)周期:周期性运动每重复一次所需要的时间叫周期
符号:T 单位:S 周期越短,转动越快;周期越长,转动越慢 (2)频率: 单位时间内运动重复的次数叫做频率 符号:f 单位:赫兹 Hz
f=1/T 频率越高,转动越快;频率越低,转动越慢 (3)转速: 单位时间内的转动次数 符号:n 单位:转每秒(r/s) 转每分(r/min) 在圆周运动中,n=f 转速越大,转动越快;转速越小,转动越慢
速率可以用来描述匀速圆周运动的快慢
1、线速度 (1)线速度的物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢 (2)线速度的定义
质点做圆周运动通过的弧长S与所用时间t 的比叫做线
速度。
(比值定义法, 如加速度a、功率P等)
(3)线速度的大小
v= s t
v 表示 线速度 单位 m / s
s
弧长
m
t
时间
s
俯视图
五、课后思考题:
1、地球上北纬30度和北纬60度上
B
各有一点A和B,则它们之间的角
A
速度和线速度大小之比多少?
30°60°
2、磁带两孔转速是否相同?
五、速度v V=s/t (s—弧长)
V=2 π r/T 2 角速度ω ω=θ/t
ω=2 π /T 3 周期T T=1/f
4 频率f
f=1/T
5 转速n n=f=1/T
方向
物理意义
沿圆周的 表示质点沿圆周运动的 切线方向 快慢
有
表示质点转动的快慢
标量 标量 标量
表示质点转动的快慢 表示质点转动的快慢 表示质点转动的快慢
∴
V1 > V2
速度无法准确描述匀速圆周运动的快慢
实例:如图所示,若两物体甲和乙同时从A点出发, 沿顺时针做快慢不同的匀速圆周运动,甲比乙运动 得快,经过时间t,甲第一次运动到了C点;乙第一次 运动到了B点 。
甲的速率:V甲=
SA’C
t
弧长
乙的速率:V乙=
S’AB
t
弧长
A
甲 C
乙 B 图(2)
∵ S’AC>S’AB ∴ V甲 > V乙
(5)角速度的单位:弧度/秒 ( rad/s)
演示实验:将自行车倒过来放置,匀速转动脚踏板,观察 并比较小自行车上AB两点、BC两点的运动快慢。
相同时间内,A点转过 ω = φ /t
的角度等于B点转过的
AB两点运动快慢一样
角度
相同时间内,A点转过 ω = φ /t
的角度小于C点转过的
角度
A点比C点运动得慢
点通过的弧
长
A点比B点运动得快 AC两点运动快慢一样
2、角速度 (1)角速度的物理意义:描述质点转过的圆心角的快慢
(2)角速度的定义:
在匀速圆周运动中,半径转过 的角度φ跟所用时间t的比值, 就是质点运动的角速度
A
B
φ
O
(3)角速度的定义式 : ω = φ /t
(4)角速度是矢量:高中不要求掌握角速度的方向
小结演示实验:将自行车倒过来放置,匀速转动脚踏板, 观察并比较小自行车上AB两点、BC两点的运动快慢。
A点的线速度大于B 点的线速度 AB两点的角速度、周 期、频率、转速相等
AC两点的线速度相等
A点角速度(周期、频 率、转速)小于C点的
结论1:A点比B点运动得快 结论2:AB两点运动快慢一样 结论3:AC两点运动快慢一样 结论4:A点比C点运动得慢
三、线速度、角速度、周期之间的关系
V=2 π r/T
=2 π /T
V= r
讨论:V= r
1)当v一定时, 与r成反比 2)当 一定时,v与r成正比
3)当r一定时,v与 成正比
四、课堂练习
例1、分析下面两个图中ABC三点角速度、线速度、 周期间的关系。
A
A
B
C
C
B
例2、关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( AC ) A、任意相等时间内物体通过的路程相等。 B、任意相等时间内物体通过的位移相等 C、任意相等时间内物体半径扫过的弧度相等 D、匀速圆周运动是匀速运动