物理人教版（2019）必修第二册6.1圆周运动（共34张ppt）

(共34张PPT)
中物理
第1节 圆周运动
课堂引入
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
如何比较圆周运动的快慢？
慢
快
1.物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。
2.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。
3.大小：
4.单位：m/s
v =
Δt
Δs
5.方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。
ΔS是弧长并非位移
当Δt 很小很小时（趋近零），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。
矢量
S
一、线速度
v
v
v
o
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。
率
注意：匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。
加速度方向在变化
二、匀速圆周运动
匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？
判断：
1、匀速圆周运动是匀速运动。（ ）
2、匀速圆周运动是线速度不变的运动。（ ）
3、匀速圆周运动相等时间内走过的位移相同。（ ）
4、匀速圆周运动相等时间内走过的路程相同。（ ）
做一做

如图所示，秒针、分针、时针转动的快慢相同吗？相同时间内，谁转过的角度大？谁转动得最快
答案：秒针、分针、时针转动的快慢不相同。相同时间内，秒针转过的角度大，秒针转动得最快。
思考与讨论
1、物理意义：描述质点转动的快慢。
2、定义:物体做圆周运动，连接物体和圆心的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
3、大小：
4、单位：rad/s (弧度/秒)
ω=
Δt
Δ
θ
Δ
θ
Δθ采用弧度制
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
三、角速度
矢量：高中阶段不研究方向
定义
符号
单位
物理意义 关系 物体在单位时间（每秒或每分）转的圈数
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
物体在单位时间（每秒）转的圈数
T
f
s
Hz或s-1
转速
周期
频率
频率越高表明物体运转得越快！
转速n越大表明物体运动得越快！
四、周期、频率、转速
f
T = =
1
n
1
1.匀速圆周运动中时刻改变的物理量是（ ）
A.线速度 B.角速度 C.周期 D.半径
A
2.做匀速圆周运动的物体，2s内沿半径为10m的圆周运动，所对应圆心角为180度，求：
（1）线速度 （2）角速度
做一做
描述圆周运动物理量间的关系
线速度与角速度的关系？
设物体做半径为r的匀速圆周运动，在Δt内通过的弧长为Δs，半径转过的角度为Δθ
s
Δ
θ
r
由数学知识得Δs= rΔθ
v = = = ωr
Δt
Δs
Δt
rΔ
θ
v = ωr
变形式： ω =
r
v
当V一定时，ω与r成反比
当ω一定时，V与r成正比
当r一定时，V与ω成正比
关于Ｖ＝ωr的讨论：
根据上面的公式，得出速度Ｖ与角速度ω成正比，你同意这种说法吗？请说出你的理由．
小结：
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？
描述圆周运动物理量间的关系
v = ωr
线速度与周期的关系：
角速度与周期的关系：
v、ω、T、f、n之间的关系
小试身手
判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).
1.做匀速圆周运动的物体,每经过相等的时间,通过的路程都相等.(　　)
2.做匀速圆周运动的物体的线速度不变.(　　)
3.做匀速圆周运动的物体,角速度大的半径一定小.(　　)
4.做匀速圆周运动的物体,线速度大的角速度一定大.(　　)
5.做匀速圆周运动的物体,角速度大的周期一定小.(　　)
√
×
√
×
×
【典例1】下图是一个玩具陀螺的示意图.A、B和C是陀螺上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是(　　)
答案:B
A.A、B、C三点的线速度大小相等
B.A、B、C三点的角速度相等
C.A、B的角速度比C的大
D.C的线速度比A、B的大
解析:M、N是同一圆环上的两点,它们与环具有相同的角速度,即ωM∶ωN=1∶1,两点做圆周运动的半径之比rM∶rN=
sin 60°∶sin 30°=∶1,故vM∶vN=(ωMrM)∶(ωNrN)=∶1.
答案:（1）∶1 （2）1∶1
【典例2】 一个圆环以竖直直径AB为轴匀速转动,如图所示,求:
(1)环上M、N两点的线速度的大小之比;
(2)环上M、N两点的角速度之比.
1.传动装置线速度的关系
a、皮带传动－轮缘线速度相等
b、齿轮传动－轮缘线速度相等
特点：同一传动各轮边缘上线速度相同
两个重要的结论
2.同一轮上各点的角速度关系
同一轮上各点的角速度相同
两个重要的结论
对自行车三轮转动的描述
C
B
A
(1)A、B的线速度相同
(2)B、C的角速度相同
(3)B、C比A角速度大
(4)C比A、B线速度大
学以致用：
【典例3】如图甲所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合工作的,它可简化为图乙所示的模型.A、B是转动的大小齿轮边缘上的两点,则下列说法正确的是 (　　)
甲
乙
A.A点比B点的线速度大　 B.A点比B点的线速度小
C.A点比B点的角速度大 D.A点比B点的角速度小
答案:D
答案:B
【典例4】如图所示,当用扳手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP、ωQ,线速度大小分别为vP、vQ,则(　　)
A.ωP<ωQ,vPC.ωP<ωQ,vP=vQ D.ωP=ωQ,vP>vQ
【典例5】如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3。若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为 (　　)
典例分析
【正确答案】A
圆周运动
周期：T
频率：f
转速：n
课堂小结
描述圆周运动各物理量间的关系
【典例1】（2020·长春市第二实验中学高一期末）关于圆周运动，以下说法中正确的是（　　）
A．做圆周运动的物体速度是变化的，做匀速圆周运动的物体速度是不变的
B．做圆周运动的物体加速度是变化的，做匀速圆周运动的物体加速度是恒定的
C．做圆周运动的物体受到的合外力方向不一定指向圆心
D．做匀速圆周运动物体的受到的合外力不一定等于向心力
典例分析
【正确答案】C
【典例2】（2020·全国高一课时练习）物体做匀速圆周运动的条件是（　　）
A．有一定的初速度，且受到一个始终与初速度垂直的恒力作用
B．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向变化的力的作用
C．有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用
D．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向始终和速度垂直的合力作用
典例分析
【正确答案】D
【典例3】（2021·湖北孝感市·高一开学考试）如图所示，一小物块以大小为 的向心加速度做匀速圆周运动，半径R=1m，则下列说法正确的是（ ）
A．小物块做圆周运动的周期为1s
B．小物块运动的角速度为
C．小物块在 内通过的路程为零
D．小物块在 内通过的位移大小为
典例分析
【正确答案】B
典例分析
【正确答案】B
【典例4】如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是 (　 )
A．a、b和c三点的线速度大小相等
B．a、b和c三点的角速度相等
C．a、b的角速度比c的大
D．c的线速度比a、b的大
典例分析
【正确答案】B
【典例6】（2020·城步苗族自治县第一民族中学高一期末）如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　）
A．a点与c点的线速度大小相等
B．a点与b点的角速度大小相等
C．a点与b点的向心加速度大小相等。
D．a、b、c、d四点，向心加速度最小的是d点
典例分析
【正确答案】A
【典例7】（2020·全国高一课时练习）(多选）机械表的时针和分针做圆周运动（　　）
A．分针角速度是时针角速度的12倍
B．分针角速度是时针角速度的60倍
C．如果分针的长度是时针长度的1.5倍，则分针
端点的线速度是时针端点线速度的18倍
D．如果分针的长度是时针长度的1.5倍，则分针
端点的线速度是时针端点线速度的1.5倍
典例分析
【正确答案】AC
典例分析
【正确答案】AC
【典例8】如图所示，圆环以直径AB为轴匀速转动，已知其半径R＝0.5 m，转动周期T＝4 s，求环上P点和Q点的角速度和线速度。
[答案]　1.57 rad/s　1.57 rad/s　0.39 m/s　0.68 m/s
典例分析
【典例9】如图所示，直径为 d 的纸制圆筒，使它以角速度 ω绕轴 O 匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下 A、B 两个弹孔，已知 AO、BO 夹角为 φ，求子弹的速度。
O
φ
A
B
ω
解: 子弹从 A 穿入圆筒到从 B 穿出圆筒，圆筒转过的角度为 π－φ，则子弹穿过圆筒的时间为 t＝（π －φ）／ω
在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径 d，则子弹的速度为 v ＝ d／t ＝ωd／（π－φ）
典例分析