6.1圆周运动 课件(共30张PPT)-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

(共30张PPT)
圆周运动
圆周运动：运动轨迹是圆或是一段圆弧的运动
回忆：如何描述直线运动的物体运动快慢？
相同时间比较位移
相同位移比较时间
比较速度
A
B
比较做圆周运动快慢的方法：
1.比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
月球与秒针：谁快谁慢？
月球：
我1秒钟可以走30Km，
而秒针你1秒只能走10mm。
秒针：
我1分钟可以走1圈，
而月球你1年才走完1圈。
比较做圆周运动快慢的方法：
1.比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
2.比较物体在一段时间内半径转过的角度
3.比较物体转过一圈所用时间
4.比较物体在一段时间内转过的圈数
s
Δs是弧长并非位移。
当Δt趋近零时，弧长Δs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。
描述圆周运动的物理量——线速度
1.定义：质点做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt的比值叫做线速度，用符号v表示，则
v =
Δt
Δs
2．物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。
3．单位：m/s
4．方向：线速度的方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。
v
5．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。
任意相等时间内通过的圆弧长度相等。
s
s
t
t
思考讨论：匀速圆周运动是匀速运动吗？匀速圆周运动中匀速指的是什么？
v
v
o
因为线速度的方向是不断变化着的，所以匀速圆周运动不是匀速运动，而是一种变速曲线运动，匀速圆周运动中匀速指的是线速度大小不变的运动。
匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的，因此它是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。
注意：匀速圆周运动是一种非匀变速曲线运动。
运动快慢是一样的——线速度大小一样
由于两个齿轮的半径不同，因而相等时间内大、小齿轮边缘的点转过的角度不同。
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。
Δ
θ
3．大小：
ω=
Δt
Δ
θ
表示单位时间内半径转过的角度
描述圆周运动的物理量——角速度
在运算中，通常把“弧度”或“rad”略去不写，所以角速度的单位可以写为s-1
4．单位：rad/s
5．方向：顺/逆时针
线速度：描述沿着圆周运动的快慢
角速度：描述绕圆心转动的快慢
6．圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述即：Δθ＝Δs/r
匀速圆周运动是角速度不变的运动？
由于匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，物体在相等时间内通过的弧长相等，所以物体在相等时间内转过的角度也相等。因此可以说，匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
(即匀速圆周运动的线速度大小和角速度均不变)
做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫作周期，用T表示，它的单位与时间的单位相同。
f =
T
1
表示一秒内转过的圈数，频率越高表明物体运转得越快！
描述圆周运动的物理量——周期
周期的倒数叫频率，用f表示，单位HZ。
描述圆周运动的物理量——频率
周期T越短表明物体运转得越快！
是指物体转动的圈数与所用时间之比，常用符号n表示。
单位：转每秒（r/s），或转每分（r/min）。r/s和r/min
注意：以上都不是国际单位制中的单位，运算时往往要把它们换算成弧度每秒。
转速越大表明物体运转得越快！
描述圆周运动的物理量——转速
定义
符号
单位
物理意义 关系 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1s（单位时间）所转过的圈数
T
f
s
Hz或s-1
n = f =
T
1
转速
周期
频率
频率f越高表明物体运转得越快！
转速n越大表明物体运转得越快！
当转速的单位取r/s时，n与f含义相同，n在工程技术常用
周期T越短表明物体运转得越快！
物理量之间的联系
设物体做圆周运动的半径为r，由A运动到B的时间为Δt，AB弧的弧长为Δs，AB弧对应的圆心角为Δθ。
Δ
θ
Δs
O
A
B
Δt
r
由于v＝Δs/Δt ω＝Δθ/Δt，当Δθ以弧度为单位时，Δθ＝Δs/r，由此可得：v＝ωr
线速度与角速度的关系：v＝ωr
在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积。
算一算:一物体做半径为r的匀速圆周运动，它在周期T内转过的弧长为多少？由此可知它的线速度为多少？它在一个周期T内转过的角度为多少？物体的角速度为多少？
匀速圆周运动特点：
1.线速度时刻改变，只是大小不变
2.角速度、周期、频率、转速不变
【例题】一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为4.0m。当他的线速度为2.0m/s时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？周期是多少？
解：当小孩的线速度为2.0m/s时，他做匀速圆周运动的角速度
ω＝v/r＝2.0/4.0rad/s＝0.5rad/s
他做匀速圆周运动的周期T＝2πr/v＝2π×4.0/2.0s＝12.6s
当小孩的线速度为2.0m/s时，他做匀速圆周运动的角速度是0.5rad/s，周期是12.6s。
下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是（　　）
A．是线速度不变的运动
B．是角速度不变的运动
C．是角速度不断变化的运动
D．是相对圆心位移不变的运动
B
A，B两物体都做匀速圆周运动，在A转过45 角的时间内，B转过了60 角，则A物体的角速度与B的角速度之比为（ ）
A．1：1
B．4：3
C．3：4
D．16：9
C
对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是（　 　）
A．其转速与角速度成正比，其周期与角速度成反比
B．运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度来描述
C．匀速圆周运动不是匀速运动，因为其轨迹是曲线
D．做匀速圆周运动的物体线速度的方向时刻都在改变，角速度的方向也时刻都在改变
ABC
一石英钟的分针和时针的长度之比为 3:2 ，且均可看做是匀速转动，则( )
A. 分针和时针转动的周期之比为 1∶60
B. 分针和时针的针尖转动的线速度之比为 40∶1
C. 分针和时针转动的角速度之比为 12∶1
D. 秒针上A，B两点的线速度一样大
C
A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图)，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4：3，运动方向改变的角度之比是3：2，则它们( )
A. 线速度大小之比为4：3
B. 角速度大小之比为3：4
C. 圆周运动的半径之比为2：1
D. 向心加速度大小之比为1：2
A
课堂总结
3．角速度：做圆周运动的物体的半径扫描过的角度与时间的比值
单位：rad/s
ω=
Δt
Δ
θ
4．v与T的关系：v=
T
2πr
5．ω与T（fn）的关系：
ω=
T
2π
=2πf=2πn
v =
Δt
Δs
1．线速度：做圆周运动的物体通过的弧长与所有时间的比值
2．匀速圆周运动：匀速的含义是指“速率不变”。角速度不变的运动。
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一、圆周运动
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。
二、线速度
1．v=Δs/Δt Δs是弧长并非位移
2．匀速圆周运动任意相等时间内通过的圆弧长度相等。
三、角速度
ω=Δθ/Δt单位：rad/s；匀速圆周运动是角速度不变的运动。
四、周期、频率和转速
频率越高表明物体运转得越快。频率/转速越大表明物体运转得越快。周期越小表明物体运动得越快。
五、v、ω、T（fn）的关系
1．v与T的关系：v=2πr/T
2．ω与T（fn）的关系：
ω=2π/T=2πf=2πn
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