《圆周运动》PPT课件【优秀课件】

FN m v2 R
研究讨论:
1、如何减轻火车对轨道的侧压力？ N
F合
G
火车以半径R= 900 m转弯，火车
FN
质量为8×105kg ，速度为30m/s，火车
轨距l=1.4 m，为了使铁轨不受轮缘的挤
压，轨道应该垫的高度h？
解：火车做圆周运动
Fn
由力的关系得： Fn tan mg
由向心力公式得：Fn
过大时：火车向外侧运动 过小时：火车向内侧运动
外侧
θ
离心 向心
FN
F
mg
内侧
实例研究2——汽车过拱桥
1、汽车过拱桥是竖 直面内圆周运动的典型 代表 2、研究方法与水平 面内圆周运动相同
分析汽车过桥的最高点时对桥的压力情况。设车质量为 m，桥面Hale Waihona Puke 径为R，此时速度为v。FN
G 最高点
a
FN
mgmv2 R

m
v2 R
hθ
mg
由几何关系得：h sin
l
≈
tanθ

h

lv 2
=0.14m
Rg
研究与讨论
3、若火车速度与设计速度不同会怎样？
需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求 过大时：外侧轨道与轮之间有弹力 过小时：内侧轨道与轮之间有弹力 外侧
θ
FN
F
mg
内侧
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
每个人的心灵深处都有着只有他自己 理解的 东西。 对具有高度自觉与深邃透彻的心灵的 人来说 ，痛苦 与烦恼 是他必 备的气 质。 在一切创造物中间没有比人的心灵更 美、更 好的东 西了。 唯有心灵能使人高贵。所有那些自命 高贵而 没有高 贵的心 灵的人 ，都像 块污泥 。 一个人只要他有纯洁的心灵，无愁无 恨，他 的青春 时期， 定可因 此而延 长。 能充实心灵的东西，乃是闪烁着星星 的苍穹 ，以及 我内心 的道德 律。 你的心灵常常是战场。在这个战场上 ，你的 理性与 判断和 你的热 情与嗜 欲开战 。 无所事事并非宁静，心灵的空洞就是 心灵的 痛苦。

题6 ［2019·广东广雅中学高一检测］如图所示，A、
B两轮属于摩擦传动，两轮半径RA=2RB，P、Q为两 【点拨】
轮边缘上的点，当主动轮A匀速转动时，P、Q两点 （1）摩擦传动时，两
角速度大小之比为（ B ）
轮边缘的线速度大小相
A.2∶1 C.1∶1
B.1∶2 D.1∶4
等。 （2）两轮的转动方向 相反。
已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是
（ BC）
A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为 r1 n D.从动轮的转速为 r2 n
r2
r1
【解析】 A错，B对：由于皮带是交叉传动，所以主动轮做顺时针转动时，从动轮做逆时针转动。 C对，D错：皮带轮边缘上各点的线速度大小相等，又v1=ω1r1=2nπr1，v2=ω2r2=2n′πr2，由v1=v2 得n′= r1 n 。
描述圆周运动的物理量
圆周运动转过的位置如何确定?
弧长 转角
相同时间内通过的弧长
比 相同时间内转过的角度 较 转过一圈所用时间
一段时间内转过的圈数
时钟
1.线速度
A
(1) 意义:描述质点沿圆周运动的快慢.
∆∆
ts B
(2) 定义:质点通过的弧长Δs与所用时间Δt 的比
值(3)大
小:
v =ΔΔts
Δs是弧长并非位移 当Δt 趋近零时,弧长Δl就等于物
= 2 = 2f
T
∆s
rΔθ
两个重要的结论
1.同一传动 (相等时间里转过的弧长相等)
皮带传动
齿轮传动
摩擦传动
AB
c
同一传动各轮边缘上线速度相同

第五章 曲线运动
第四节 圆周运动
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1
在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分 的运动叫做圆周运动。
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2
思考与讨论
自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运 动。哪些点运动得更快些？
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3
思 考
两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？
比较物体 在一段时 间内通过 的圆弧的 长短
比较物 比较物体 体转过 在一段时 一圈所 间内半径 用时间 转过的角 的多少精选PPT课件 度大小
比较物 体在一 段时间 内转过 的圈数 4
描
述
矢量
圆 1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。
周 2、定义：质点做圆周运动通
∆l
运 过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的
动 快
比值叫做线速度。 Δl是弧长并非位移
小结：
当ω一定时，V与r成正比
当V一定时，ω与r成反比 当r一定时，V与ω成正比
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13
某钟表上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 ＝1：2，求： A：秒针、分针转动的角速度之比是___6_0_：__1___ B：秒针、分针尖端的线速度之比是___3_0_：__1___
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14
2π
T
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11
思
考
Hale Waihona Puke 线速度与角速度的关系？设物体做半径为r的匀速圆周运动，在Δt内通
过的弧长为Δl ，半径转过的角度为Δθ
∆l
由数学知识得Δl = rΔθ
r
Δθ
v
=
Δl Δt
=
rΔθ Δt
= rω

答案 (1)1×105 N (2)0.1 解析 (1)外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心 力，所以有 FN＝mvr2＝1054×00202 N＝1×105 N. 由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于 105 N.
(2)火车过弯道，重力和铁轨对火车的弹力的合力正好提供向 心力，如图所示，则 mgtanθ＝mvr2
3．(多选)下列现象中，属于离心现象的是( ) A．汽车通过圆形拱桥，因速度太快而离开桥面 B．汽车在转弯时，因速度太快而滑到路边 C．投出篮球 D．公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒
答案 AB 解析 汽车通过圆形拱桥时，汽车的速度快，需要的向心力 大，大于了汽车的重力，所以汽车会离开地面，属于离心现象， 故 A 项正确；汽车在转弯时，由于汽车的速度快，需要的向心力 大，大于了汽车受到的最大静摩擦力，所以汽车会滑到路边，属 于离心现象，故 B 项正确；篮球离手时，手瞬间给它一个较大的 速度，当篮球离开手后，篮球由于惯性还要保持原来较大的速度 向前运动，所以可以继续飞行，这是利用了惯性，故 C 项错误； 公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒是由于惯性，与离心现象无 关，故 D 项错误．
合力 F＝mg－F ，由向心力公式得 mg 衰变类型 α衰变
β衰变
(2)若已知地球半径为R，地球表面重力加速度N为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量及地球平均密度的表达式
．
在探究液体压强规律的过程2中，练习使用类比法
－ F ＝ m vR ， 故 桥 面 对 车 的 支 持 力 大 小 ((21))氢 电原磁子波的是能横N级波和，轨在道空半间径传播不需要介质．
由此可得 tanθ＝rvg2＝0.1.
2．(2013·课标全国Ⅱ)(多选)公路急转弯处 通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转 弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为 v0 时，汽 车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处( )

描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
1、物理意义：描述质点沿圆周运动运动的快慢 程度的物理量。 2、定义：质点所在的半径转 过圆心角θ与所用时间t的比 值叫做角速度。 3、大小：
θ
ω=
θ
t
θ采用弧 度制
4、单位：弧度/秒
rad/s 或 s -1
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
角度制和弧度制
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
矢量
1、定义：圆周运动的物体通过 的弧长 S和所用时间 t 的比值叫 做线速度。 S是弧长并非位移 2、大小：
t
s
v= t
S
3、单位：m/s
当t 趋近零时,弧长S就 等于物体的位移,式中 的v ,就是直线运动中 学过的瞬时速度.
4、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上 该点的切线方向。
匀速圆周运动速度大小（速率）不变， 速度方向不断变化。
缘上某一质点，做圆周运动的角速度是多大？ 线速度的大小事多少？
解：已知r=10cm=0.1m，f=5Hz
ω=2πf=2×3.14×5=10π（ rad/s） V=r ω=0.1m×10π=π（m/s）
小 1、圆周运动的概念 结
2、描述圆周运动的几个物理量及其关系
v= t v=
T
s
ω=
2πr
θ
t
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
周期 定义 物体运动 一周所用 的时间 符号 单位 物理 意义 关系 T s
频率
转速
物体在单位 物体在单位 时间所转过 时间所转过 的圈数 的圈数 f n
Hz或s-1
r/s或r/min
描述物体做圆周运动的快慢

VS
详细描述
钟摆在摆动过程中，受到重力和绳子的拉 力作用，形成一个闭合的圆周路径。通过 观察和实验，可以发现钟摆摆动的周期与 摆长、重力加速度和角速度有关。这些规 律在物理学中有重要的应用，如计算单摆 的振动周期、设计机械钟表等。
自行车轮的运动
总结词
自行车轮的运动涉及到圆周运动和摩擦力的 知识，其滚动摩擦力矩的计算有助于理解自 行车的平衡和行驶性能。
2. 将频闪照相机放置在合适的位置，并调整其参数，使光源以一定的频 率闪烁。
用频闪照相研究圆周运动
3. 打开光源，让物体在闪烁的 光线下做圆周运动，并使用频 闪照相机记录下运动轨迹。
4. 关闭光源和频闪照相机，并 分析记录下的运动轨迹。
实验结果：通过分析频闪照相 机记录下的照片，可以得出物 体在圆周运动中的位置和速度 变化情况。
02
圆周运动的公式和定理
线速度和角速度的公式
线速度的公式
线速度的大小等于物体在单位时间内通过的弧长。公式为：$v = frac{Delta s}{Delta t}$，其中$Delta s$表示物体在时间$Delta t$内通过的弧长。
角速度的公式
角速度的大小等于物体在单位时间内转过的角度。公式为：$omega = frac{Delta theta}{Delta t}$，其中$Delta theta$表示物体在时间$Delta t$内 转过的角度。
用数字化信息系统研究圆周运动
要点一
实验目的
要点二
实验器材
通过数字化信息系统，实时监测和分析物体在圆周运动中 的速度、加速度等物理量。
数字化信息系统、传感器、物体（如小球）、支架等。
用数字化信息系统研究圆周运动
实验步骤 1. 将传感器固定在支架上，并将物体与传感器连接。