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演示圆周运动的线速度和角速度(朱振栋)
  作者:朱振栋(吉林省吉林市吉林松花江中学)   发布者:学科专家  发布时间:2012-02-10

  圆周运动是曲线运动中非常重要的运动形式之一,为更好地理解描述圆周运动的两个重要物理量──线速度和角速度,本文介绍了演示圆周运动的线速度和角速度的方法。 

  制作材料: 

  70cm*70cm的方形木板一块,锯条一个,细线,图钉等。 

  制作方法: 

  取一70cm*70cm的方形木板,以对角线中点为圆心,以r=30cm为半径,画一虚线圆。在圆周上任取两点A、B,用实线和圆心相连。把钢锯条的一端用图钉固定在圆心,另一端系上一适当长的细线。这样演示装置就做好了(如图1)。 

       

  演示方法: 

  1、演示线速度(图1) 

  将锯条一边和OA相重合,假设锯条的末端上有一物体(图中未标出),现沿圆周上的弧线AB拉动细线,从而带动锯条上物体,从A运动到B,这时锯条边缘与OB相重合。那么物体通过的弧长Δl与所用时间Δt的比值定义为线速度v,即v=Δl/Δt。Δl/Δt比值反映了物体运动的快慢。当Δt足够小时,这时得到的线速度就是瞬时线速度。其速度方向与半径OA相垂直,即与圆弧相切(图中细线的方向)。如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。 

  2、演示角速度(图2) 

  物体做圆周运动的快慢还可以用它与圆心连线扫过的角度的快慢来描述。演示方法同演示线速度,物体在Δt时间内由A运动到B,半径OA在这段时间内转过的角度为Δθ。它与所用时间Δt的比值,描述了物体绕圆心转动的快慢,这个比值叫做角速度ω,即ω=Δθ/Δt。

 
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