4.3匀速圆周运动（课件）(共19张PPT)中职《物理（电工电子类）》同步教学（湖南科技版）.docx

第 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 1 页 4.3匀速圆周运动（课件）(共19张PPT)中职《物理（电工电子类）》同步教学（湖南科技版） (共19张PPT)04曲线运动与向心力导入 曲线运动的秘密火车、汽车等交通工具转弯时，轨迹为曲线；游乐场的摩天 轮会沿着圆周运动；掷出的铅球在空中会划过一道弧线。可见， 轨迹为曲线的运动无处不在！ 仔细观察高速公路和铁路的转弯处，会发现路面不是水平的，总是内侧低、外侧高；湿漉漉的衣物放在洗衣机里，滚筒带动着衣物旋转，很快就能甩掉衣物上大部分的水。这些现象与曲 线运动有什么关系呢？曲线运动中蕴含着什么样的规律呢？让我们通过本章的学习来揭开这些秘密吧。第三节 匀速圆周运动在我们周围，与圆周运动有关的事物比比皆是。例如， 秒表的指针（图 4-16）、齿轮、风力发电机的叶片等，在转动时，其上的每一点都在做圆周运动。你坐着不动，其实也在随着地球自转做圆周运动。圆周运动有怎样的特点？该如何描述呢？本节我们来了解匀速圆周运动的特点及描述匀速圆周运动快慢的物理量。第三节 匀速圆周运动一、匀速圆周运动物体在做圆周运动时，可能时快时慢，也可能快慢不变。怎样描述物体做圆周运动的快慢呢？仔细观察秒表指针的转动，会发现指针上的每一点经过相同时间都会转过相等的弧长。我们把在任意相同时间内通过的弧长都相等的圆周运动称为匀速圆周运动。匀速圆周运动是一种最简单的圆周运动。正常工作时，电风扇叶片、光盘、齿轮等上面每一点的运动都可视为匀速圆周运动。实际的物理过程通常是十分复杂的，涉及众多因素，为了便于研究，物理学中常采用建立理想化过程模型的方法，匀速圆周运动就是一种理想化过程模型。第三节 匀速圆周运动二、匀速圆周运动快慢的描述如何描述匀速圆周运动的快慢呢？下面，我们将学习用线速度、角速度、周期、频率和转速等物理量来描述匀速圆周运动的快慢。线速度 如图 4-17 所示，当电风扇扇叶匀速转动时，扇叶上 、 两点在相同时间内转过的角度是相等的，但是 点通过的弧长比 点通过的弧长更长，通常我们说 点比 点运动得快。物理学中，将物体做匀速圆周运动通过的弧长 与所用时间 之比称为匀速圆周运动的线速度，用符号 表 示，即第三节 匀速圆周运动二、匀速圆周运动快慢的描述显然，物体做匀速圆周运动时，其线速度的大小在各个时刻都是相等的。线速度是矢量，不仅有大小，而且有方向。那么，线速度的方向是怎样的呢？圆周运动线速度的方向总是沿圆周的切线方向。例如，在高速旋转的圆盘砂轮上打磨金属器件时，产生的火星沿着圆周的切线方向飞出（图 4-18）。下雨天时转动雨伞时，水滴也是沿着圆周的切线方向飞出的。做匀速圆周运动的物体，其线速度大小不变，但方向却时刻都在变化。第三节 匀速圆周运动二、匀速圆周运动快慢的描述角速度 如果我们在自行车大、小齿轮轮缘上的两点贴上颜色不同的贴纸，当齿轮匀速转动时，在相同时间内，观察到两点的贴纸通过的弧长相等，故这两点的线速度大小相等。与此同时，我们还会发现，小齿轮上的点绕圆 心转过的角度比大齿轮上的点绕圆心转过的角度大，即小齿轮转得更快。因此，也可用半径转过的角度 与所用时间 的比值来描述物体转动的快慢（图 4-19）。物理学中，将半 径转过的角度 与所用时间 之比称为匀速圆周运动的角速度，用符号 表示，即第三节 匀速圆周运动二、匀速圆周运动快慢的描述国际单位制中，角度的单位是弧度，时间的单位是秒， 因此，角速度的单位是弧度 / 秒，符号是 。周期与频率 物体做匀速圆周运动时，总是间隔一段相等的时间就重复原来的运动，我们称这样的运动为周期性运动。在匀速圆周运动中，物体沿圆周运动一周所用的时间， 称为匀速圆周运动的周期，用符号 表示。地球的自转周期是一天，而地球绕太阳公转的周期是一年，因此我们说地球的自转比公转快。由此可见，周期也可以用来描述匀速圆周运动的快慢：周期越短，运动越快；周期越长，运动越慢。第三节 匀速圆周运动二、匀速圆周运动快慢的描述在物理学中，通常也用频率来描述周期性运动的快慢。 在一段时间内，运动重复的次数与这段时间之比称为频率， 用符号 表示。频率的大小等于周期的倒数，即 ，单位是赫兹（）。显然，频率越高运动越快，频率越低运动越慢。第三节 匀速圆周运动二、匀速圆周运动快慢的描述拓展一步转速在生产生活中，还经常用转速来描述匀速圆周运动的快慢。例如，发电机、电动机转动的快慢就常用转速来表示。转速是物体在一段时间内转过的圈数与这段时间之比，用符号表示，单位是转 / 秒（）或者转 / 分（）。转速是计算机硬盘（图 4-20）性能的重要指标，普通硬盘的 转速一般为 、等。如图 4-21 所示，物