最新教科版高中物理必修二2.1《圆周运动》优质课件.ppt

2．匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动．
3．匀速圆周运动是一种周期性的运动，即运动的物体每经 过一定的时间，又回到原来的位置，其瞬时速度的大小 和方向也恢复到原来的大小和方向．
三、描述圆周运动的各物理量之间的关系
特点提醒 (1)v、ω、r 间的关系为瞬时对应关系． (2)讨论 v、ω、r 三者间关系时，先确保一个量不变，再确 定另外两个量间的正、反比关系． (3)公式 v＝ωr 适用于所有的圆周运动；关系式 T＝1f适用于 所有具有周期性运动的情况．
(2)在齿轮传动或皮带传动(皮带不打滑，摩擦传动中接触面 不打滑)装置正常工作的情况下，皮带上各点及轮边缘各点的 线速度大小相等．
可巧记为：同一物体上各点角速度相同，不同物体传动边缘 线速度大小相等．
【变式1】
如图2－1－5所示为一皮带传动装 置，a、b分别是两轮边缘上的两点， c则处下在列O关1轮系上正，确且的有有ra＝.
④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动．
(3)周期T和频率f
①物理意义：周期和频率都是描述物体做圆周运动快慢的物 理量．
②定义：做圆周运动的物体运动一周所用的 用T表示，单位：s.
③匀速圆周运动是一种周期性的运动．
叫做周期， 时间
④频率：做圆周运动的物体在单位时间内转过的 叫做频率， 用f表示，单位Hz，国际单位是s－1.
⑤转速：单位时间内转动的圈数．用n表示，单位：圈转数/秒或 转/分，符号分别为r/s，r/min.
线速度、角速度、周期之间的关系 s
(1)线速度和角速度的关系：v＝ t ＝ ωr ．
2π r (2)线速度与周期的关系：v＝ T ．
2π (3)角速度与周期的关系：ω＝ T ．
一、传动装置中各物理量间的关系
1 圆周运动
1．根据实例归纳圆周运动的运动学特点，知道它是一种特 殊的曲线运动，知道它与一般曲线运动的关系．
2．理解表征圆周运动的物理量，利用各物理量的定义式， 阐述各物理量的含义及相互关系．
3．知道圆周运动在实际应用中的普遍性．用半径、线速度、 角速度的关系揭示生活、生产中的圆周运动实例．从而 对圆周运动的规律有更深刻的领悟．
Δs ③大小：v＝ Δ t ，单位：m/s. ④线速度是矢量． ⑤方向：质点在圆周上某点的线速度方向沿圆周上该点的 切线方向．
(2)角速度 ω
①物理意义：描述质点转过圆心角的快慢．
②定义：在匀速圆周运动中，连接质点和圆心的半径所转过的
角度Δ φ 跟所用时间Δ t 的比值，就是质点的角速度．
③大小：ω＝ΔΔ
图2－1－1
皮带传动
A 点和 B 点分别是两个轮子边缘的点， 两个轮子用皮带连起来，并且皮带不打 滑．如图 2－1－2 所示，轮子转动时， 它们的线速度、角速度、周期存在以下 定量关系： vA＝vB，ωω AB＝Rr ，TTAB＝Rr . 并且转动方向相同．
图2－1－2
齿轮转动
A 点和 B 点分别是两个齿轮边缘上的 点，两个齿轮轮齿啮合．如图 2－1－3 所示，齿轮转动时，它们的线速度、
故由 v＝rω 及①式可得线速度 vB＝43vC
⑤
由②⑤式可得 A、B、C 三点线速度大小之比为 vA∶vB∶vC＝4∶4∶3.
由 T＝2ωπ及④式可得 A、B、C 三点的周期之比为
TA∶TB∶TC＝1∶2∶2. 答案 4∶4∶3 2∶1∶1 1∶2∶2
借题发挥 (1)同一轮子上各质点的角速度关系：由于同一轮 子上的各质点与转轴的连线在相同的时间内转过的角度相同， 因此各质点角速度相同．各质点具有相同的ω、T和n.
共轴转动 A点和B点在同轴的一个圆盘上，如图211所示，圆盘转动 时，它们的线速度、角速度、周期存在以下定量关系： ω A＝ωB，vvAB＝Rr ，TA＝TB.
一、传动装置中各物理量间的关系 共轴转动
A 点和 B 点在同轴的一个圆盘上，如图 2－1－1 所示，圆盘转动时，它们的线速 度、角速度、周期存在以下定量关系： ω A＝ωB，vvAB＝Rr ，TA＝TB. 并且转动方向相同．
图2－1－4
解析 首先寻找同一轮上不同点的相同物理量ω以及不同轮
缘上不同点的相同物理量v，然后借助公式来比较求解．因
同一轮子(或固结在一起的两轮)上各点的角速度都相等，皮
带传动(皮带不打滑)中与皮带接触的轮缘上各点在相等时间
内转过的圆弧长度相等，其线速度都相等．故本题中B、C两
点的角速度相等，即ωB＝ωC
匀速圆周运动
(1)圆周运动：物体的运动轨道是圆的运动
(2)匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在任意相等的
内通过的
相等，这种运动叫做匀速
圆周时运间动．
圆孤长度
(3)匀速圆周运动的“匀速”是指匀速率而非匀速度．
匀速圆周运动的线速度、角速度和周期
(1)线速度 ①物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢． ②定义：质点做匀速圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt 的比值叫线速度．
①
A、B两点的线速度大小相等，即vA＝vB
②
因 A、B 两点分别在半径为 r1 和 r3 的轮缘上，r3＝2r1，故由
ω＝vr及②式可得角速度 ωA＝2ωB
③
由①③式可得 A、B、C 三点角速度之比为
ωA∶ωB∶ωC＝2∶1∶1
④
因 B、C 分别在半径为 r3、r2 的轮缘上，r2＝32r1＝34r3，
角速度、周期存在以下定量关系：
vA＝vB，TTAB＝rr12＝nn12，
ω ω
AB＝rr12＝nn21.
式中 n1、n2 分别表示两齿轮的齿数．两
点转动方向相反．
图2－1－3
二、匀速圆周运动的特点
1．质点做匀速圆周运动时，虽然速度大小不变，但由于速 度方向不断发生变化，所以匀速圆周运动是一种变速运 动．“匀速”的实质是“匀速率”而非“匀速度”．
传动装置中的物理量间的关系
【典例1】 如图2－1－4所示的皮带传动 装置(传动皮带是绷紧的且运动中不 打滑)中，主动轮O1的半径为r1，从 动轮O2有大小两轮固定在一个轴心 O2上，半径分别为r3、r2，已知r3＝ 2r1，r2＝1.5r1，A、B、C分别是三 个轮边缘上的点，则当整个传动装 置正常工作时，A、B、C三点的线 速度大小之比为________；角速度 之比为________；周期之比为 ________．