必修 第二册 · 人教版
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13 圆周运动

免费读1253字2024-07-22

  老师:同学们好,今天我们学习必修2第六章圆周运动第一节,圆周运动这是我们这一节课学习目标及任务。前面我们学习了抛体运动,是一种曲线运动,圆周运动也是一种典型的曲线运动。抛体运动因加速度不变,我们运用了运动的合成与分解,将抛体运动转换为两个简单的直线运动来研究。那么圆周运动怎么研究?我们先来认识一下圆周运动。其实在我们生活中,圆周运动很常见,比如电风扇、钟表、摩天轮等。那么圆周运动有什么特点?顾名思义,做圆周运动的物体,它的轨迹是圆,当然也可以是一段圆弧。另外,做圆周运动的物体,它具有周期性。请同学们思考一下怎样描述圆周运动?一方面我们要区分圆周运动与其他运动的不同,相比直线运动、抛体运动、圆周运动最突出的就是圆,所以轨道半径是一方面。

  老师:另一方面,我们还要区分两个圆周运动的不同。比如两个完全相同的电扇,一个是低档位运行,一个是高档位运行,它们圆周运动有什么不同?显然是运动的快慢不同。那么这两方面就是从空间、时间的角度来描述圆周运动的不同,这跟我们以前研究直线运动的思路是一样的。

  老师:本节课我们主要学习描述圆周运动快慢的物理量,如图,不体研圆弧由m向n运动,某时刻经过a点,为了描述物体经过a点附近时运动的快慢,可以取一段很短的时间Deltat。物体在这段时间内由a运动到b经过的弧长为Deltas,那么弧长Deltas与时间Deltat之比反映了物体在a点附近运动的快慢。如果Deltat很短趋于0,那么Deltas比Deltat就可以表示物体在a点时的运动快慢。

  老师:通常我们称之为限速度。胡偿与所用时间之比。限速方向就是沿着轨迹的切线方向,线速度实际上就是我们在直线运动中所学的瞬时速度。因为Deltat趋于零,弧长Deltas近似等于弦长得特l,而Deltal就是从a运用到b的位移Deltal比Deltat,就是直线运动中定义的瞬时速度,所以我们说限速度就是瞬时速度。

  老师:那么限速度它是从哪个角度来描述物体运动快慢的?限速度大说明物体在相同时间内转过的弧长,所以限速度是描述物体沿圆周运动的快慢。请看,这是一个皮带传动装置,请同学们思考一下两皮带轮儿边缘上的AB两点谁运动得更快?好有人说ab是一样快的,也有人说b转得更快,那我们一起分析一下。由于皮带不可伸长,所以两轮边缘的各个点在相等的时间内转过的弧长是相等的。也就是说两轮边缘上各个点的线速度大小是相等的,但同时我们又注意到两轮儿半径不同,它们在相等的时间内转过的角度不同。可见,只用限速度描述圆周运动的快慢是不够的。我们需要引入一个物理量来描述做圆周运动的物体,让圆心转动的快慢。如图,物体在Deltat时间内由a运动到b,半径oa在这段时间内转过角度Deltatheta。角DeltaTheta与所用时间Deltat之比,可以反应做圆周运动的物体转过角度的快慢,我们称之为角速度。

 

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