高一物理人教版（2019）必修第二册 6.1《圆周运动》课件 （共28张PPT）
文档属性
| 名称 | 高一物理人教版（2019）必修第二册 6.1《圆周运动》课件 （共28张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-11 19:11:07 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
课时6.1 圆周运动
高中物理 / 人教版 /必修第二册/第六章
1、认识圆周运动、匀速圆周运动的特点，了解描述圆周运动快慢的基本思路，了解转速和周期的意义。
2、理解线速度的物理意义，知道匀速圆周运动中线速度的方向。
3、理解角速度的物理意义，掌握线速度和角速度的关系。
4、能在具体的情境中确定线速度和角速度。
课程要求
新课导入
例举生活中的圆周运动
1、定义：
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。
3、在圆周运动中，常见的最简单的是匀速圆周运动。
2、圆周运动特征：质点的轨迹是圆周、具有周期性.
一、圆周运动
知识精讲
4、 物体运动轨迹也可能是圆周或一段圆弧的运动
60°
M
N
O
Δt=3s
A
O
M
N
Δt=4s
B
知识精讲
如何比较物体做圆周运动的快慢？
回忆：如何比较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
做圆周运动的物体，运动一周、二周……位移为多少？
路程
路程
知识精讲
二、线速度：比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
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 的比值叫做线速度的大小。
4、单位：m/s
s
t
弧长→路程
x
当Δt→0时，弧长AB与线段AB几乎没有差别
当Δt→0时， 就可以表示物体在A点时的运动快慢
瞬时速度
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
线速度是矢量还是标量？
3、大小：
知识精讲
6、匀速圆周运动是——线速度大小相等的圆周运动，
准确地说应是匀速率圆周运动
v
v
v
O
知识精讲
7、匀速圆周运动规律
v
匀速圆周运动是变速运动！
速率不变
是线速度大小不变的运动！
v
v
o
做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化的
知识精讲
如何比较物体做圆周运动的快慢？
A、B齿轮边缘两点线速度一样吗？
两个齿轮转动快慢一样吗？
知识精讲
三、角速度：比较物体在一段时间内转过的角度
1、物理意义：描述质点沿绕圆心转动的快慢。
2、定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
Δθ
Ｏ
4*、角速度是矢量，匀变速圆周运动是角速度不变的圆周运动
3、公式：
知识精讲
单位：rad/s
圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述,这个比值是没有单位的,为了描述问题的方便,我们“给”这个比值一个单位,这就是弧度（rad）.
思考：1800对应多少弧度？ 900对应多少弧度？
角速度的单位: 弧度/秒（rad/s ）
r
=
=
半径
弧长
q
S
S
知识精讲
扩展：弧度制
5、角速度：比较物体在一段时间内转过的角度
角速度在生活中体现为物体绕圆心转动的快慢
角速度：
哪个齿轮绕圆心转的更快？
知识精讲
做匀速圆周运动的物体在相等时间内转过的角度相等，即匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动
6、线速度与角速度的关系
Δθ
Ｏ
线速度：
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
知识精讲
角速度：
四、其他描述匀速圆周运动快慢的物理量
做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。
周期：T
单位：s
频率：f
单位：Hz或s-1
表示一秒内转过的圈数
周期越小、频率越高、转速越大表明物体运转得越快！
转速：n
单位：r/s
表示单位时间内转过的圈速
知识精讲
表示运动一周所用的时间
其他描述匀速圆周运动快慢的物理量
讨论：八大行星绕太阳做匀速圆周哪个运动更快？
水星：绕日公转周期约90天
金星：绕日公转周期约225天
地球：绕日公转周期约365.26天
火星：绕日公转周期约686.98天
木星：绕日公转周期约12年，
土星：绕日公转周期约30年，
天王星：绕日公转周期 84.81年
海王星：绕日公转周期约165年
哪个行星运动的更快？
周期：表示运动一周所用的时间
知识精讲
五、讨论：匀速圆周运动是什么性质的运动？
线速度角度：变速运动
角速度方面：角速度不变
周期方面：周期不变
频率方面：频率不变
转速方面：转速不变
知识精讲
六、扩展：常见的传动装置及其特点（一）
知识精讲
同轴传动 皮带传动 齿轮传动
装置 A、B两点在同轴的一个圆盘上 两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点
两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点
特点 角速度、周期相同 线速度大小相同 线速度大小相同
转动方向 相同 相同 相反
规律 线速度与半径成正比： va:vb＝r:R 角速度与半径成反比： wa:wb＝r:R。 周期与半径成正比： Ta:Tb＝R:r 角速度与半径成反比：
wa:wb＝r2:r1。
周期与半径成正比：
Ta:Tb＝r1:r2
知识精讲
1.对自行车齿轮转动的描述
(1)A、B的线速度相同
(2)B、C的角速度相同
(3)B比A角速度大
(4)C比B线速度大
2.地球表面各纬度的角速度保持一致，且周期一样。
线速度随着纬度的增大而减小。
六、扩展：常见的传动装置及其特点(二)
知识精讲
七、描述圆周运动各物理量的关系
描述圆周运动快慢的物理量：线速度v、角速度w、转速n（周期T）
1. 线速度与角速度的关系
2. 线速度与周期(频率)的关系
(转动一周)
3. 角速度与周期(频率)的关系
(转动一周)
4.周期与频率的关系 f =1/T = n
一、认识圆周运动
二、描述圆周运动的物理量
1、线速度 2、角速度 3、周期和转速
①物理意义： ①物理意义： ①周期T
②定义： ②定义： ②转速n
③公式： ③公式： 4、v 、w 、T的关系
④矢量。 ④单位：rad/s
课堂小结
巩固提升一
1. [多选]关于匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A．匀速圆周运动是变速运动
B．匀速圆周运动的速率不变
C．任意相等时间内通过的位移相等
D．任意相等时间内通过的路程相等
【答案】ABD
解析：选ABD 由匀速圆周运动的定义知，速度的大小不变也就是速率不变，但速度方向时刻改变，故A、B两项正确；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等，即路程相等，故C项错误，D项正确。
巩固提升二
2．甲沿着半径为R的圆周跑道匀速率跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速率跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2，则( )
A．ω1>ω2，v1>v2 B．ω1<ω2，v1C．ω1＝ω2，v1答案 C
解析 由于甲、乙在相同时间内各自跑了一圈，v1＝2πR/T，v2＝4πR/T，v1由T＝2π/ω，得ω1＝ω2，故选项C正确．
巩固提升三
3．(多选)火车以60 m/s的速率驶过一段弯道，某乘客发现放在水平桌面上的指南针在10 s内匀速转过了10°.在此10 s时间内，火车( )
A．运动路程为600 m B．加速度为零
C．角速度约为1 rad/s D．转弯半径约为3.4 km
答案 AD
解析 由s＝vt知，s＝600 m，A正确；火车在弯道处做曲线运动，加速度不为零，B错误；由10 s内匀速转过10°知，角速度ω＝θ/t＝π/180rad/s≈0.017 rad/s，C错误；由v＝rω知，r＝v/ω≈3.4 km，
D正确．
巩固提升四
4．如图所示是一个玩具陀螺．a、b和c是陀螺上的三个点．当陀螺绕垂直于水平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
答案 B
解析 同一物体上的三点绕同一竖直轴转动，因此角速度相同，v＝ωr，c的半径最小，故它的线速度最小，a、b的半径相同，二者的线速度大小相等，故选B.
巩固提升五
5．(多选)如图所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1∶3，则在传动的过程中( )
A．甲、乙两轮的角速度之比为3∶1
B．甲、乙两轮的周期之比为3∶1
C．甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3∶1
D．甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为1∶1
答案 AD
解析 这种齿轮传动，与不打滑的皮带传动规律相同，即两轮边缘的线速度大小相等，故C错误；根据线速度的定义v＝可知，弧长Δs＝vΔt，故D正确；根据v＝ωr可知ω＝v/r，又甲、乙两个轮子的半径之比r1∶r2＝1∶3，故甲、乙两轮的角速度之比ω1∶ω2＝r2∶r1＝3∶1，故A正确；周期T＝2π/ω，所以甲、乙两轮的周期之比T1∶T2＝ω2∶ω1＝1∶3，故B错误．
巩固提升六
6．一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求：
(1)曲轴转动的周期与角速度；
(2)距转轴r＝0.2 m点的线速度。
解析：(1)由于曲轴每秒钟转2400/60(周)＝40(周)，所以周期T＝1/40 s；而每转一周为2π rad，因此曲轴转动的角速度ω＝2π×40 rad/s＝80π rad/s。
(2)已知r＝0.2 m，因此这一点的线速度v＝ωr＝80π×0.2 m/s＝16π m/s。
答案：(1)1/40 s 80π rad/s (2)16π m/s
课后作业
2. 图为某种品牌的共享单车的链轮、链条、飞轮、踏板、后轮
示意图，在骑行过程中，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮同轴转
动，已知链轮与飞轮的半径之比为，后轮直径为，当踩踏板做匀速
圆周运动的角速度为时，后轮边缘处A点的线速度大小为（ ）
A．12m/s B．6m/s C．2/3 m/s D．4/3 m/s
1. 如图7所示的装置可测量子弹的速度，其中薄壁圆筒半径为R，
圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点(图中OO′为圆筒轴线)。
圆筒以速度v竖直向下匀速运动，若某时刻子弹沿图示平面正好水平
射入a点，且恰能经b点穿出。
(1)若圆筒匀速下落时不转动，求子弹射入a点时速度的大小；
(2)若圆筒匀速下落的同时绕OO′匀速转动，求圆筒转动的角速度
应满足的条件。
课时6.1 圆周运动
高中物理 / 人教版 /必修第二册/第六章
1、认识圆周运动、匀速圆周运动的特点，了解描述圆周运动快慢的基本思路，了解转速和周期的意义。
2、理解线速度的物理意义，知道匀速圆周运动中线速度的方向。
3、理解角速度的物理意义，掌握线速度和角速度的关系。
4、能在具体的情境中确定线速度和角速度。
课程要求
新课导入
例举生活中的圆周运动
1、定义：
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。
3、在圆周运动中，常见的最简单的是匀速圆周运动。
2、圆周运动特征：质点的轨迹是圆周、具有周期性.
一、圆周运动
知识精讲
4、 物体运动轨迹也可能是圆周或一段圆弧的运动
60°
M
N
O
Δt=3s
A
O
M
N
Δt=4s
B
知识精讲
如何比较物体做圆周运动的快慢？
回忆：如何比较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
做圆周运动的物体，运动一周、二周……位移为多少？
路程
路程
知识精讲
二、线速度：比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
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 的比值叫做线速度的大小。
4、单位：m/s
s
t
弧长→路程
x
当Δt→0时，弧长AB与线段AB几乎没有差别
当Δt→0时， 就可以表示物体在A点时的运动快慢
瞬时速度
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
线速度是矢量还是标量？
3、大小：
知识精讲
6、匀速圆周运动是——线速度大小相等的圆周运动，
准确地说应是匀速率圆周运动
v
v
v
O
知识精讲
7、匀速圆周运动规律
v
匀速圆周运动是变速运动！
速率不变
是线速度大小不变的运动！
v
v
o
做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化的
知识精讲
如何比较物体做圆周运动的快慢？
A、B齿轮边缘两点线速度一样吗？
两个齿轮转动快慢一样吗？
知识精讲
三、角速度：比较物体在一段时间内转过的角度
1、物理意义：描述质点沿绕圆心转动的快慢。
2、定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
Δθ
Ｏ
4*、角速度是矢量，匀变速圆周运动是角速度不变的圆周运动
3、公式：
知识精讲
单位：rad/s
圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述,这个比值是没有单位的,为了描述问题的方便,我们“给”这个比值一个单位,这就是弧度（rad）.
思考：1800对应多少弧度？ 900对应多少弧度？
角速度的单位: 弧度/秒（rad/s ）
r
=
=
半径
弧长
q
S
S
知识精讲
扩展：弧度制
5、角速度：比较物体在一段时间内转过的角度
角速度在生活中体现为物体绕圆心转动的快慢
角速度：
哪个齿轮绕圆心转的更快？
知识精讲
做匀速圆周运动的物体在相等时间内转过的角度相等，即匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动
6、线速度与角速度的关系
Δθ
Ｏ
线速度：
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
知识精讲
角速度：
四、其他描述匀速圆周运动快慢的物理量
做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。
周期：T
单位：s
频率：f
单位：Hz或s-1
表示一秒内转过的圈数
周期越小、频率越高、转速越大表明物体运转得越快！
转速：n
单位：r/s
表示单位时间内转过的圈速
知识精讲
表示运动一周所用的时间
其他描述匀速圆周运动快慢的物理量
讨论：八大行星绕太阳做匀速圆周哪个运动更快？
水星：绕日公转周期约90天
金星：绕日公转周期约225天
地球：绕日公转周期约365.26天
火星：绕日公转周期约686.98天
木星：绕日公转周期约12年，
土星：绕日公转周期约30年，
天王星：绕日公转周期 84.81年
海王星：绕日公转周期约165年
哪个行星运动的更快？
周期：表示运动一周所用的时间
知识精讲
五、讨论：匀速圆周运动是什么性质的运动？
线速度角度：变速运动
角速度方面：角速度不变
周期方面：周期不变
频率方面：频率不变
转速方面：转速不变
知识精讲
六、扩展：常见的传动装置及其特点（一）
知识精讲
同轴传动 皮带传动 齿轮传动
装置 A、B两点在同轴的一个圆盘上 两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点
两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点
特点 角速度、周期相同 线速度大小相同 线速度大小相同
转动方向 相同 相同 相反
规律 线速度与半径成正比： va:vb＝r:R 角速度与半径成反比： wa:wb＝r:R。 周期与半径成正比： Ta:Tb＝R:r 角速度与半径成反比：
wa:wb＝r2:r1。
周期与半径成正比：
Ta:Tb＝r1:r2
知识精讲
1.对自行车齿轮转动的描述
(1)A、B的线速度相同
(2)B、C的角速度相同
(3)B比A角速度大
(4)C比B线速度大
2.地球表面各纬度的角速度保持一致，且周期一样。
线速度随着纬度的增大而减小。
六、扩展：常见的传动装置及其特点(二)
知识精讲
七、描述圆周运动各物理量的关系
描述圆周运动快慢的物理量：线速度v、角速度w、转速n（周期T）
1. 线速度与角速度的关系
2. 线速度与周期(频率)的关系
(转动一周)
3. 角速度与周期(频率)的关系
(转动一周)
4.周期与频率的关系 f =1/T = n
一、认识圆周运动
二、描述圆周运动的物理量
1、线速度 2、角速度 3、周期和转速
①物理意义： ①物理意义： ①周期T
②定义： ②定义： ②转速n
③公式： ③公式： 4、v 、w 、T的关系
④矢量。 ④单位：rad/s
课堂小结
巩固提升一
1. [多选]关于匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A．匀速圆周运动是变速运动
B．匀速圆周运动的速率不变
C．任意相等时间内通过的位移相等
D．任意相等时间内通过的路程相等
【答案】ABD
解析：选ABD 由匀速圆周运动的定义知，速度的大小不变也就是速率不变，但速度方向时刻改变，故A、B两项正确；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等，即路程相等，故C项错误，D项正确。
巩固提升二
2．甲沿着半径为R的圆周跑道匀速率跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速率跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2，则( )
A．ω1>ω2，v1>v2 B．ω1<ω2，v1
解析 由于甲、乙在相同时间内各自跑了一圈，v1＝2πR/T，v2＝4πR/T，v1
巩固提升三
3．(多选)火车以60 m/s的速率驶过一段弯道，某乘客发现放在水平桌面上的指南针在10 s内匀速转过了10°.在此10 s时间内，火车( )
A．运动路程为600 m B．加速度为零
C．角速度约为1 rad/s D．转弯半径约为3.4 km
答案 AD
解析 由s＝vt知，s＝600 m，A正确；火车在弯道处做曲线运动，加速度不为零，B错误；由10 s内匀速转过10°知，角速度ω＝θ/t＝π/180rad/s≈0.017 rad/s，C错误；由v＝rω知，r＝v/ω≈3.4 km，
D正确．
巩固提升四
4．如图所示是一个玩具陀螺．a、b和c是陀螺上的三个点．当陀螺绕垂直于水平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
答案 B
解析 同一物体上的三点绕同一竖直轴转动，因此角速度相同，v＝ωr，c的半径最小，故它的线速度最小，a、b的半径相同，二者的线速度大小相等，故选B.
巩固提升五
5．(多选)如图所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1∶3，则在传动的过程中( )
A．甲、乙两轮的角速度之比为3∶1
B．甲、乙两轮的周期之比为3∶1
C．甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3∶1
D．甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为1∶1
答案 AD
解析 这种齿轮传动，与不打滑的皮带传动规律相同，即两轮边缘的线速度大小相等，故C错误；根据线速度的定义v＝可知，弧长Δs＝vΔt，故D正确；根据v＝ωr可知ω＝v/r，又甲、乙两个轮子的半径之比r1∶r2＝1∶3，故甲、乙两轮的角速度之比ω1∶ω2＝r2∶r1＝3∶1，故A正确；周期T＝2π/ω，所以甲、乙两轮的周期之比T1∶T2＝ω2∶ω1＝1∶3，故B错误．
巩固提升六
6．一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求：
(1)曲轴转动的周期与角速度；
(2)距转轴r＝0.2 m点的线速度。
解析：(1)由于曲轴每秒钟转2400/60(周)＝40(周)，所以周期T＝1/40 s；而每转一周为2π rad，因此曲轴转动的角速度ω＝2π×40 rad/s＝80π rad/s。
(2)已知r＝0.2 m，因此这一点的线速度v＝ωr＝80π×0.2 m/s＝16π m/s。
答案：(1)1/40 s 80π rad/s (2)16π m/s
课后作业
2. 图为某种品牌的共享单车的链轮、链条、飞轮、踏板、后轮
示意图，在骑行过程中，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮同轴转
动，已知链轮与飞轮的半径之比为，后轮直径为，当踩踏板做匀速
圆周运动的角速度为时，后轮边缘处A点的线速度大小为（ ）
A．12m/s B．6m/s C．2/3 m/s D．4/3 m/s
1. 如图7所示的装置可测量子弹的速度，其中薄壁圆筒半径为R，
圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点(图中OO′为圆筒轴线)。
圆筒以速度v竖直向下匀速运动，若某时刻子弹沿图示平面正好水平
射入a点，且恰能经b点穿出。
(1)若圆筒匀速下落时不转动，求子弹射入a点时速度的大小；
(2)若圆筒匀速下落的同时绕OO′匀速转动，求圆筒转动的角速度
应满足的条件。