1勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述

1、4.1勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述,廈大附中 陳慶昴,一、圓周運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)就是運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的運(yùn)動(dòng),1、日常生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng),機(jī)械鐘表的指針、齒輪、電風(fēng)扇的葉片、汽車的車輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng),2、最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)：,二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述,勻速圓周運(yùn)動(dòng),與勻速直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別：運(yùn)動(dòng)的方向不斷變化,觀點(diǎn)1：A點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,觀點(diǎn)2：AB兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢一樣,觀點(diǎn)3：BC兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢一樣,觀點(diǎn)4：B點(diǎn)比C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,演示實(shí)驗(yàn)：將自行車倒過

2、來放置，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板，觀察并比較小自行車上AB兩點(diǎn)、BC兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢。,實(shí)例：如圖（1）所示 ，一物體從A點(diǎn)出發(fā)，沿順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t1，第一次運(yùn)動(dòng)到了B點(diǎn)；經(jīng)過時(shí)間t2第一次運(yùn)動(dòng)到了C點(diǎn) 。物體在運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)的快慢是不變的。,,速度無法準(zhǔn)確描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,t1內(nèi)的平均速度：,t2內(nèi)的平均速度：,位移,位移,回顧：如何描述直線運(yùn)動(dòng)的快慢,,,,實(shí)例：如圖（2）所示，若兩物體甲和乙同時(shí)從A點(diǎn)出發(fā)，沿順時(shí)針做快慢

3、不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲比乙運(yùn)動(dòng)得快,經(jīng)過時(shí)間t，甲第一次運(yùn)動(dòng)到了C點(diǎn)；乙第一次運(yùn)動(dòng)到了B點(diǎn) 。,速率可以用來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,（1）線速度的物理意義：,1、線速度,描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,（2）線速度的定義,質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長(zhǎng)S與所用時(shí)間t 的比叫做線速度。,,（比值定義法, ）,如加速度a、功率P等,分組實(shí)驗(yàn)：探究線速度的方向?qū)嶒?yàn)方案：1、在水平面從

4、下至上鋪上白紙、復(fù)寫紙，在復(fù)寫紙上平放一半圓軌道。2、讓一小球在水平面內(nèi)沿半圓軌道從A點(diǎn)至B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球在B點(diǎn)離開半圓軌道。小球在白紙上留下運(yùn)動(dòng)軌跡。（忽略小球與復(fù)寫紙間的滾動(dòng)摩擦力）3、改變半圓軌道的半徑及弧長(zhǎng)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。,拓展：曲線運(yùn)動(dòng)的線速度方向是否都沿軌跡的切線方向？,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小球離開圓軌道后做直線運(yùn)動(dòng),留跡法:,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻閃照片等,（4）線速度的方向：,沿圓周的切線方向,結(jié)論：小球在B點(diǎn)時(shí)的線速度方向沿BC

5、方向，即圓周的切線方向,課后思考：1、書第P66圖4—5中，飛出的火星是從砂輪上 飛出的還是從工件上飛出的？2、怎么確定書第P66圖4—5與4—6中飛出的 火星與水滴是沿圓周的切線方向？ 而飛出的火星或水滴沿切線方向?yàn)槭裁纯?以說明圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向是沿圓周的 切線方向？,演示實(shí)驗(yàn)：將自行車倒過來放置，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板，觀察并比較小自行車上AB兩點(diǎn)、BC兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢。,觀

6、點(diǎn)1：A點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,觀點(diǎn)3：BC兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢一樣,,相同時(shí)間內(nèi)，A點(diǎn)通過的弧長(zhǎng)大于B點(diǎn)通過的弧長(zhǎng),相同時(shí)間內(nèi)，B點(diǎn)通過的弧長(zhǎng)等于C點(diǎn)通過的弧長(zhǎng),,,觀點(diǎn)2：AB兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢一樣,觀點(diǎn)4：B點(diǎn)比C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,弧長(zhǎng),弧長(zhǎng),VA>VB,,VB=VC,,2、角速度,（3）角速度的定義式 ：,（4）角速度是矢量：高中不要求掌握角速度的方向,（5）角速度的單位:弧度/秒 ( rad/s),（1）角速度的物理意義：,描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過的圓心角

7、的快慢,（2）角速度的定義：,在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，半徑轉(zhuǎn)過的角度φ跟所用時(shí)間t的比值，就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度,ω = φ /t,演示實(shí)驗(yàn)：將自行車倒過來放置，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板，觀察并比較小自行車上AB兩點(diǎn)、BC兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢。,結(jié)論2：AB兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢一樣,結(jié)論4：B點(diǎn)比C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,,,相同時(shí)間內(nèi)，A點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度等于B點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度,相同時(shí)間內(nèi)，B點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度大于C點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度,,,ω = φ /t,ω = φ /t,3、周期、頻率和轉(zhuǎn)速,（

8、1）周期：,周期越短，轉(zhuǎn)動(dòng)越快；周期越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)越慢,（2）頻率：,頻率越高，轉(zhuǎn)動(dòng)越快；頻率越低，轉(zhuǎn)動(dòng)越慢,（3）轉(zhuǎn)速：,符號(hào)：T 單位：S,符號(hào)：f 單位：赫茲 Hz,f=1/T,符號(hào)：n 單位：轉(zhuǎn)每秒（r/s) 轉(zhuǎn)每分(r/min),在圓周運(yùn)動(dòng)中，n=f,轉(zhuǎn)速越大，轉(zhuǎn)動(dòng)越快；轉(zhuǎn)速越小，轉(zhuǎn)動(dòng)越慢,周期性運(yùn)動(dòng)每重復(fù)一次所需要的時(shí)間叫周期,單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)重復(fù)的次數(shù)叫做頻率,單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù),小結(jié)演示實(shí)

9、驗(yàn)：將自行車倒過來放置，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板，觀察并比較小自行車上AB兩點(diǎn)、BC兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢。,結(jié)論1：A點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,結(jié)論2：AB兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢一樣,結(jié)論3：BC兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢一樣,結(jié)論4：B點(diǎn)比C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,,A點(diǎn)的線速度大于B點(diǎn)的線速度,,AB兩點(diǎn)的角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速相等,B點(diǎn)角速度（周期、頻率、轉(zhuǎn)速）大于C點(diǎn)的,,,,BC兩點(diǎn)的線速度相等,三、線速度、角速度、周期之間的關(guān)系,討論：V= r 1）當(dāng)v一定時(shí)，

10、 與r成反比 2）當(dāng) 一定時(shí)，v與r成正比 3）當(dāng)r一定時(shí)，v與 成正比,四、課堂練習(xí),例1、分析下面兩個(gè)圖中ABC三點(diǎn)角速度、線速度、周期間的關(guān)系。,,例2、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ） A、任意相等時(shí)間內(nèi)物體通過的路程相等。 B、任意相等時(shí)間內(nèi)物體通過的位移相等 C、任意相等時(shí)間內(nèi)物體半徑掃過的弧度相等 D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng),AC,,五、課后思考