第四节 圆周运动
1.知道什么是匀速圆周运动,知道它是变速运动。
2.理解线速度、角速度、转速、周期等概念,会对它们进行定量计算。
3.理解掌握v=ωr和ω=2πn等公式。
4.熟悉同轴转动和皮带传动的特点。
5.理解匀速圆周运动的多解问题。
1.线速度
(1)定义:物体做圆周运动通过的弧长与所用时间的比值,v=。
(2)意义:描述做圆周运动的物体运动的快慢。
(3)方向:线速度是矢量,方向与圆弧相切,与半径垂直。
(4)匀速圆周运动
①定义:沿着圆周运动,并且线速度大小处处相等的运动。
②性质:线速度的方向是时刻变化的,所以是一种变速运动,匀速是指速率不变。
2.角速度
(1)定义:物体做圆周运动转过的角度与所用时间的比值,ω=。
(2)角速度是矢量。
(3)意义:描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。
(4)单位
①角的单位:弧长与半径的比值表示角的大小,称为弧度,符号:rad。
②角速度的单位:弧度每秒,符号是rad/s或rad·s-1。
3.周期和转速
(1)周期T:做圆周运动的物体转过一周所用的时间,单位:秒(s)。
(2)转速n:单位时间内转过的圈数,单位:转每秒(r/s)或转每分(r/min)。
(3)周期和转速的关系:T=(n单位是r/s)。
(4)周期和角速度的关系:T=。
4.线速度与角速度的关系
(1)在圆周运动中,线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积。
(2)公式:v=ωr。
判一判
(1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。( )
(2)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同。( )
(3)匀速圆周运动是一种匀速运动。( )
提示:(1)√ 做匀速圆周运动的物体,线速度大小处处相等,根据Δs=vΔt,相等时间内通过的弧长相等。
(2)× 做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移大小相等,但方向可能不同。
(3)× 匀速圆周运动的线速度方向是时刻变化的,故是一种变速运动。
想一想
若钟表的指针都做匀速圆周运动,秒针和分针的周期各是多少?角速度之比是多少?
提示:秒针的周期T秒=1 min=60 s,分针的周期T分=1 h=3600 s。
由ω= 得 ==。