圆周运动的基本规律.ppt

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1、圆周运动的基本规律一、描述圆周运动的物理量及其相互关系⑴定义：质点做圆周运动通过的弧长s和所用时间t的比值叫做线速度.对于匀速圆周运动，在任意相等时间内通过的弧长都相等，即线速度大小不变，方向时刻改变。⑷物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.⑶方向：某点线速度的方向即为该点的切线方向.（与半径垂直）⑵大小：单位为m/s.1、线速度2、角速度⑴定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间t的比值，就是质点运动的角速度.⑵大小：单位:rad/s.⑶物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢.对于匀速圆周运动，角速度大小不变

2、。说明：匀速圆周运动中有两个结论：⑴同一转动圆盘(或物体)上的各点角速度相同．⑵不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A、B、C分别为轮子边缘上的三点，设皮带不打滑，求:(1)A、B、C三点的角速度之比ωA:ωB:ωC=________.(2)A、B、C三点的线速度大小之比vA:vB:vC=________.2:2:13:1:1例与练如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、

3、r3。若甲轮的角速度为1，则丙轮的角速度为()A.r11/r3B.r31/r1C.r31/r2D.r11/r2A例与练3、周期、频率、转速⑴周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间叫做周期。用T表示，单位为s。⑵频率：做匀速圆周运动的物体在1s内转的圈数叫做频率。用f表示，其单位为转/秒(或赫兹)，符号为r/s(或Hz)。⑶转速：工程技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢。转速是指物体单位时间所转过的圈数，常用符号n表示，转速的单位为转/秒，符号是r/s，或转/分(r/min)。4、向心加速度⑴定义：做

4、圆周运动的物体，指向圆心的加速度称为向心加速度.⑵大小：⑶方向：沿半径指向圆心.⑷意义：向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.说明:①向心加速度总指向圆心，方向始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。②向心加速度方向时刻变化，故匀速圆周运动是一种加速度变化的变加速曲线运动(或称非匀变速曲线运动).③向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加速度。对于匀速圆周运动，其所受的合外力就是向心力，只产生向心加速度，因而匀速圆周运动的向心加速度是其实际加速度。对于非匀速圆周运动，例如竖直平面内的圆周运动。如图所示

5、，小球的合力不指向圆心，因而其实际加速度也不指向圆心，此时的向心加速度只是它的一个分加速度，其只改变速度的方向。而沿切线的分加速度只改变速度的大小。5、向心力⑴定义：做圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力，叫向心力。⑵方向：向心力的方向沿半径指向圆心，始终和质点运动方向垂直，即总与圆周运动的线速度方向垂直。⑶大小:⑷向心力的效果：向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。二、离心运动和向心运动1、离心运动⑴定义：做圆周运动的物体，在所受到的合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动．⑵本质：做圆

6、周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着切线方向飞出去的倾向．⑶受力特点当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动；当F＝0时，物体沿切线方向飞出；当Fmω2r，物体逐渐向圆心靠近．如图所示．三、圆周运动中的动力学问题分析1、向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。2、向心力的确定(1)确定圆周运动

7、的轨道所在的平面，确定圆心的位置。(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力．图1图4图3图2图5V图6.oA图7绳图8.oA杆rmgF静OFNOθO'FTmgF合θFNmgθ几种常见的匀速圆周运动mgFNrF静ORF合火车转弯圆锥摆转盘滚筒3、解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意，确定研究对象；(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；(4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程；(5)求解、讨论．甲､乙两

8、名溜冰运动员，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示。已知M甲=80kg，M乙=40kg，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为96N，下列判断中正确的是()A.两人的线速度相同，约为40m/sB.两人的角速度相同，为2rad/