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第06章 圓周運(yùn)動(dòng)
摩天輪
問(wèn)題：圓周運(yùn)動(dòng)是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，你能列舉一些生活中的實(shí)例嗎？
滾動(dòng)的車(chē)輪，游樂(lè)場(chǎng)娛樂(lè)器材，旋轉(zhuǎn)的摩天輪，地球，行星的運(yùn)動(dòng)，指尖陀螺，洗衣機(jī)脫水桶，轉(zhuǎn)動(dòng)的雨傘……
01.圓周運(yùn)動(dòng)
問(wèn)題：如何比較圓周運(yùn)動(dòng)的快慢？
可以回憶如何比較直線運(yùn)動(dòng)的快慢。
看相等時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)
看相等弧長(zhǎng)所需的時(shí)間
看相等時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角
看相等時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)
看轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間
……
今天來(lái)學(xué)習(xí)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。
一.描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。
1.線速度
物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。
線速度的大小：取一段極短的時(shí)間Δt，這段時(shí)間物體由A運(yùn)動(dòng)到B，通過(guò)的弧長(zhǎng)為Δl，則：
質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)Δl和所用時(shí)間Δt 的比值叫做線速度的大小。
公式：
單位：米每秒，符號(hào)：m/s
方向：切線方向
Δl
v
A
B
勻速圓周運(yùn)動(dòng)：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)叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
問(wèn)題：勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度恒定嗎？
速度的大小不變方向在變，不恒定。
問(wèn)題：速度變化需要什么條件？
有加速度
問(wèn)題：為什么會(huì)有加速度？
合外力不為零
問(wèn)題：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？
勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)
問(wèn)題：線速度的定義是取一段極短的時(shí)間，與我們之前學(xué)過(guò)的哪個(gè)物理量定義相類(lèi)似？
當(dāng)時(shí)間足夠短時(shí)，弧長(zhǎng)等于弦長(zhǎng)，線速度其實(shí)就是圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
注意：
1.線速度是矢量，有大小有方向，線速度實(shí)際上就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度。
2.Δl是弧長(zhǎng)，并非位移或弦長(zhǎng)。
3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度方向
不斷變化，故勻速圓周運(yùn)動(dòng)
是變速曲線運(yùn)動(dòng)。
v
一.描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。
2.角速度
物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。
定義：半徑OA在Δt時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角Δφ和所用時(shí)間Δt的比值叫做角速度。
公式：
單位：弧度每秒，符號(hào)：rad/s
*方向：角速度有方向，高中不研究
注意：
勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小不變 相等時(shí)間內(nèi)弧長(zhǎng)相等 相等時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等 是角速度不變的運(yùn)動(dòng)
Δφ
ω
A
B
O
一.描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。
3.周期
定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫作周期，用T表示。
單位：秒，符號(hào)：s
4.頻率
周期的倒數(shù)，用f表示，公式：
單位：赫茲，符號(hào)：Hz或/s
5.轉(zhuǎn)速
單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，用n表示
單位：轉(zhuǎn)每秒或轉(zhuǎn)每分，符號(hào)：r/s或r/min
注意：轉(zhuǎn)速數(shù)值上等于頻率n=f（國(guó)際單位）
物理意義：他們都是描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。
二.各物理量之間的關(guān)系。
問(wèn)題：能否說(shuō)v與r成正比？ω與r成反比？
在ω相同時(shí)v與r成正比，在v相同時(shí) ω與r成反比。
問(wèn)題：有經(jīng)驗(yàn)的伐木工在樹(shù)即將要倒下的時(shí)候看樹(shù)稍是為什么？
樹(shù)倒下時(shí)角速度處處相同，
樹(shù)稍半徑大，線速度大，
容易及早發(fā)現(xiàn)和躲避。
問(wèn)題：如圖所示電風(fēng)扇或者風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候AB兩點(diǎn)哪兒的線速度更大？
電扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)AB的角速度相
同，由于B半徑大，所以B
線速度更大。
A
B
三.皮帶、齒輪、鏈條傳動(dòng)與同軸轉(zhuǎn)盤(pán)。
1.皮帶、齒輪、鏈條傳動(dòng)
特點(diǎn)：邊緣線速度相同，此時(shí) ω與r成反比
2.同軸轉(zhuǎn)盤(pán)
特點(diǎn)：角速度處處相同，此時(shí) v與r成正比
四.圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用
1.等時(shí)性問(wèn)題
如圖所示，一圓盤(pán)在做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到圓盤(pán)邊緣上的B點(diǎn)正好在O點(diǎn)右側(cè)時(shí)，一小球自A點(diǎn)以初速度v0水平拋出，A球恰好擊中圓盤(pán)邊緣的B點(diǎn)，則小球的初速度為多大？圓盤(pán)的角速度為多大？
四.圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用
2.多轉(zhuǎn)一圈（半圈）的問(wèn)題
①求時(shí)針、分針、秒針的角速度
之比是多少？若某時(shí)刻分針秒針
重合，則下一次重合還要經(jīng)過(guò)多
少時(shí)間？若某時(shí)刻分針秒針重合，
經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間分針秒針處于同一直線？
四.圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用
2.多轉(zhuǎn)一圈（半圈）的問(wèn)題
②假設(shè)所有行星都在做勻速圓周
運(yùn)動(dòng)，地球的周期為T(mén)1,火星的周
期為T(mén)2（T1星處于太陽(yáng)的同一側(cè)且三者在一
條直線上，則經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間他們
還能處于同一側(cè)？若一直線呢？

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