§5.5圆周运动
圆周运动特征：
质点的轨迹是圆周(圆弧)、
具有周期性
转盘
水流星
地球仪
圆锥摆
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。
3、圆周运动：
物体的运动轨迹是圆周的运动
一、匀速圆周运动
定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同——这种运动就叫匀速圆周运动。
中专物理—匀速圆周运动
正课讲授
中专物理—匀速圆周运动
正课讲授
问题：弧长是做匀速圆周运动的物体运动的位移吗？
分析：（1）弧长是做匀速圆周运动的物体运动的路程。
中专物理—匀速圆周运动
正课讲授
分析：（2）质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧度（圆心角）相同——这种运动也可以叫做匀速圆周运动。
思考与讨论（P44）
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？
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
比较物体在一段时间内半径转过的角度大小
比较物体转过一圈所用时间的多少
比较物体在一段时间内转过的圈数
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的快慢。
2、定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。
3、大小：
线速度
4、单位：m/s
5、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。
Δl是弧长并非位移
当Δt 很小很小时（趋近零），弧长Δl 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。
矢量
（5）线速度的方向
思考：匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗？
线速度
角速度
二者关系
实例探究
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o
匀速圆周运动
定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。
率
匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？
如果物体与圆心相连的半径转过相同圆心角所花费的时间t越小，那么就表示运动得越快
Ｏ
描述圆周运动快慢的物理量
1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。
2、定义：质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
3、大小：
角速度
4、单位：rad/s
Δθ采用弧度制
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
描述圆周运动快慢的物理量
物体在单位时间所转过的圈数
n
r/s或r/min
描述物体做圆周运动的快慢
物体运动一周所用的时间
物体在单位时间所转过的圈数
T
f
s
Hz或s-1
返回
转速
周期
频率
频率越高表明物体运转得越快！
转速n越大表明物体运动得越快！
描述匀速圆周运动快慢的物理量
3、转速：n
单位：转/秒 (r/s) 或 转/分 (r/min)
4、周期:T 单位:s
5、频率:f 单位：Hz或s-1
匀速圆周运动是周期不变的运动？
匀速圆周运动是角速度不变的运动？
√
√
巩固训练
2、对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是一定的？
周期、角速度 、频率、转速
1、做匀速圆周运动的物体线速度的 不变， 时刻在变，所以线速度是 （填恒量或变量），所以匀速圆周运动中，匀速的含义是 。
大小
方向
变量
线速度的大小不变
3、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是： （ ）
A、相等的时间里通过的路程相等
B、相等的时间里通过的弧长相等
C、相等的时间里发生的位移相同
D、相等的时间里转过的角度相等
E、相等的时间里平均速度相同
A
B
D
思考
线速度、角速度与周期的关系？
设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：
线速度与周期的关系：
角速度与周期的关系：
思考
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
由数学知识得Δl = rΔθ
v = rω
当V一定时，ω与r成反比
当ω一定时，V与r成正比
当r一定时，V与ω成正比
小结：
钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_______
若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是_______
1:12:720
某电钟上秒针、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__________
B：秒针、分针尖端的线速度之比是__________
30：1
60：1
1）传动装置线速度的关系
a、皮带传动－线速度相等
b、齿轮传动－线速度相等
同一传动各轮边缘上线速度相同
两个重要的结论
2）同一轮上各点的角速度关系
同一轮上各点的角速度相同
对自行车三轮转动的描述
C
B
A
(1)A、B的线速度相同
(2)B、C的角速度相同
(3)B、C比A角速度大
(4)C比A、B线速度大
1、比较图中A、B、C三点线速度的的大小关系
A、B、C三点的线速度大小相等
三、课堂练习
三、两个重要的结论
1、同一传动各轮边缘上线速度相同
2、同一轮上各点的角速度相同
思考
地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗?角速度一样吗?线速度大小一样吗?
地球半径R=6.4×106m，地球赤道上的物体A随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？若OB与OA成300则B物体的周期、角速度和线速度各是多大？
课后练习
B
A
C
实例探究
［例1］如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.

【解析】A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边缘的线速度大小相等，即 va＝vb或va∶vb＝1∶1 ①
由v＝ωr得 ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2 ②
B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两轮的角速度相同，即
ωb＝ωc或 ωb∶ωc＝1∶1 ③
由v＝ωr得 vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2 ④
由②③得 ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2
由①④得 va∶vb∶vc＝1∶1∶2
【分析】 解这类题时要注意抓住传动装置的特点：同轴传动的是角速度相等，皮带传动是两轮边缘的线速度大小相等，再注意运用v＝ωr找联系.
线速度
角速度
二者关系
实例探究
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实例探究
线速度
角速度
二者关系
实例探究
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［例2］如图所示，直径为d的纸制圆筒，使它以角速度ω绕轴O匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔，已知aO、bO夹角为φ，求子弹的速度。
【解析】子弹从a穿入圆筒到从b穿出圆筒，圆筒转过的角度为π－φ，则子弹穿过圆筒的时间为 t＝（π－φ）／ω
在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径d，则子弹的速度为 v＝d／t＝ωd／（π－φ）.
思考：若把原题中的“在圆筒旋转不到半周时”去掉，子弹的速度又如何?
实例探究
线速度
角速度
二者关系
实例探究
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［例3］一把雨伞，圆形伞面的半径为r，伞面边缘距地面的高度为h，以角速度ω旋转这把雨伞，问伞面边缘上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圆的半径R多大？
【解析】 水滴从伞面边缘甩出去以后做平
抛运动，水滴的水平速度为
v0＝ωr.
水滴在空中做平抛运动的时间为
t＝
水滴做平抛运动的水平射程为
x = v0t =ω·r

如图所示为俯视图，表示水滴从a点甩离伞面，落在地面上的b点；O是转动轴（圆心），可见水滴落在地面上形成的圆的半径为
R＝
【说明】 这是一个涉及匀速圆周运动和平抛运动的综合性题目，正确解答该题的关键有三点：一是知道水滴离开伞缘时的速度方向与伞缘相切，且线速度的大小与伞缘的线速度大小相同；二是认识到水滴离开伞缘后做平抛运动；三是正确画出示意图，将三维空间的运动情况简化为平面图形.画示意图往往能帮助形成清晰的物理情景，若能养成画示意图的良好习惯，对于提高解题能力是十分有益的