
觀察下圖幾個(gè)常見的運(yùn)動(dòng),具有什么共同特點(diǎn)?
將自行車后輪架起,轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板,注意觀察:大、小兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn),哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得更快些?同一個(gè)齒輪到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點(diǎn),哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得更快一些? 你能說出判斷運(yùn)動(dòng)快慢的依據(jù)嗎?
1.相同時(shí)間內(nèi),比較物體通過的圓弧的長(zhǎng)短;
2.相同時(shí)間內(nèi),比較物體轉(zhuǎn)過的角度大??;
3.物體轉(zhuǎn)一圈,所用時(shí)間的長(zhǎng)短;
4.相同時(shí)間內(nèi),比較物體轉(zhuǎn)過的圈數(shù)多少。
1.定義:質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長(zhǎng) Δs 和所用時(shí)間 Δt 的比值叫做線速度的大小。
沿圓周在該點(diǎn)的切線方向上,與半徑垂直。
Δt足夠小,Δs=ΔL;
可見:盡管做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在各個(gè)時(shí)刻的線速度大小相等,但線速度的方向是不斷變化的
(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)!
思考:勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”指速度不變嗎?
(1)定義:如果物體沿著圓周運(yùn)動(dòng),并且線速度的大小處處相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
自行車前進(jìn)時(shí),由于鏈條不可伸長(zhǎng),也不會(huì)脫離齒輪打滑,因而大、小齒輪邊緣的點(diǎn)在相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)是相等的,即線速度大小相等。 但同時(shí)也可注意到,由于兩個(gè)齒輪的半徑不同,相等時(shí)間內(nèi)它們轉(zhuǎn)過的角度不同。但在同一個(gè)輪上的所有點(diǎn)在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度卻相同。我們?cè)撊绾蚊枋鲞@種相同和不同呢?
1.定義:質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過的角度Δθ和所用時(shí)間Δt的比值
4.單位:rad/s 或 s-1
3.理解:描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量,角速度越大,轉(zhuǎn)動(dòng)的越快。
在運(yùn)算中,通常把“弧度”或“rad”略去不寫,所以角速度的單位可以寫為s-1。
5.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的圓周運(yùn)動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)木馬上的人隨旋轉(zhuǎn)木馬一起做圓周運(yùn)動(dòng),我們會(huì)發(fā)現(xiàn)人運(yùn)動(dòng)一周又回到他開始的位置,說明了人的運(yùn)動(dòng)具有什么特點(diǎn)?為了描述這個(gè)特點(diǎn)我們可以用什么樣的物理量描述?
1.定義:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,轉(zhuǎn)過一周所用的時(shí)間,用T表示。
3.周期越大,運(yùn)動(dòng)的越慢。
1.1s內(nèi)完成勻速圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)稱為頻率,用f表示。
2.頻率越高,運(yùn)動(dòng)的越快
1.定義:表示的是物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)
2.單位:轉(zhuǎn)/秒(r/s)或轉(zhuǎn)/分(r/min)
3.轉(zhuǎn)速越大,運(yùn)動(dòng)的越快
4.轉(zhuǎn)速、周期和頻率:
六、線速度與角速度的關(guān)系
如圖,繩拉小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T,繩長(zhǎng)為r,求小球的角速度、線速度。
1.線速度、角速度與周期的關(guān)系:
2.線速度與角速度的關(guān)系:
【例題】一個(gè)小孩坐在游樂場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)木馬上,繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓周的半徑為 4.0 m。當(dāng)他的線速度為 2.0 m/s 時(shí),他做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是多少?周期是多少?
當(dāng)小孩的線速度為2.0 m/s 時(shí),他做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是0.5 rad/s,周期是 12.6 s。
根據(jù)v=ωr,你認(rèn)為速度v與角速度ω成正比的這樣一個(gè)結(jié)論是否成立呢?如果不成立,是何種原因呢?
3.線速度與角速度的關(guān)系再認(rèn)識(shí):
(1)公式中各量間的關(guān)系①當(dāng)半徑r一定時(shí),線速度v與角速度ω成正比。②當(dāng)角速度ω一定時(shí),線速度v與半徑r成正比。③當(dāng)線速度v一定時(shí),角速度ω與半徑r成反比。
(2)各量間的關(guān)系用圖像表示
a.皮帶傳動(dòng)-線速度相等
b.齒輪傳動(dòng)-線速度相等
結(jié)論:同一傳動(dòng)各輪邊緣上線速度相同
七、兩種常見傳動(dòng)裝置及其特點(diǎn)
同一傳動(dòng)各輪邊緣上點(diǎn)哪個(gè)物理量相等?
2.同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體的特點(diǎn)
結(jié)論:同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)的角速度相同
同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體各點(diǎn)哪個(gè)物理量相等?
1.把某一機(jī)械手表的分針與時(shí)針上的點(diǎn)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),且分針長(zhǎng)度是時(shí)針長(zhǎng)度的1.5倍,則( ?。〢.分針與時(shí)針的周期之比為1:60B.分針與時(shí)針的角速度之比為12:1C.分針與時(shí)針末端的線速度之比為8:1D.分針與時(shí)針的頻率之比為1:12
3.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( ?。〢.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)D.在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過的路程相等
【答案】CD【詳解】A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng),速度方向時(shí)刻改變,故A錯(cuò)誤;B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受合力提供向心力,有指向圓心的向心加速度,故勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度大小不變,即速率不變,故C正確;D.由于速率不變,故在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過的路程相等,故D正確。故選CD。
4.如圖所示,靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),a是位于赤道上的一點(diǎn),b是位于北緯30°的一點(diǎn),則下列說法正確的是( ?。〢.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期都相同B.它們的角速度是不同的C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的線速度大小相同D.a(chǎn)、b兩點(diǎn)線速度大小之比為2:
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