物理人教版（2019）必修第二册6.1圆周运动（共35张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册6.1圆周运动（共35张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 43.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-30 11:33:15 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
第六章 圆周运动
第一节 圆周运动
课堂引入
大招
摩天轮
地球同步卫星
钟表
课堂引入
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。
风扇
如图：自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些？
思考与讨论
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？
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
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。
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？
v
v
v
o
【数学知识补充】
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
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
n = f =
T
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
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？
你能找找匀速圆周运动中的v与ω的关系吗？你还能推导出那些关系？
描述圆周运动物理量间的关系
ω
f、n
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
描述圆周运动各物理量间的关系
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
相同时间转过的齿数相同、弧长相同、线速度相同
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
地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗 角速度一样吗 线速度大小一样吗
O
R
θ
R'
O'
A
B
思考
C
B
A
(1)A、B的线速度相同
对自行车三轮转动的描述:
大齿轮A
小齿轮
B
后轮
C
(2)B、C的角速度相同
车轮、脚踏板、大齿轮、
小齿轮
思考1：你认为自行车上，大齿轮、小齿轮和后轮谁的转速快？
思考2：你认为自行车上，大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点，谁运动的更快？
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：
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
【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4.0 m 。当他的线速度为2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？周期是多少？
如图所示，甲、乙两轮固定在一起绕同轴转动，丙轮和乙轮用不打滑的皮带传动。三轮边缘分别有A、B、C三点，且 rA:rB:rC=2:1:2，则A、B、C三点的线速度之比vA:vB:vC=_____；
角速度之比ωA:ωB:ωC=_____。
2:1:1
2:2:1
甲
R
r
O
60°
R
O’
1、如图所示，地球可以看作一个半径为 的球体，北京的纬度约为北纬40度。位于赤道和位于北京的物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度各是多大？线速度各是多大？
【练习与应用】
2．某个走时准确的时钟（图6.1-5)，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.4:1。
(1）分针与时针的角速度之比是多少？
(2）分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少？
【练习与应用】
3．在图6.1-6中， A 、 B 两点分别位于大、小轮的边缘上， C 点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。请在该装置的 A 、 B 、 C 三个点中选择有关的两个点，说明公式 v=ωr 的以下三种变量关系：
(1) v相等，ω跟 r成反比。
(2)ω相等，v 跟 r成正比。
(3) r相等，v 跟ω成正比。
【练习与应用】
【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
【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
第六章 圆周运动
第一节 圆周运动
课堂引入
大招
摩天轮
地球同步卫星
钟表
课堂引入
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。
风扇
如图：自行车的轮盘，飞轮，后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些？
思考与讨论
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？
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
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。
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？
v
v
v
o
【数学知识补充】
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
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
n = f =
T
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
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？
你能找找匀速圆周运动中的v与ω的关系吗？你还能推导出那些关系？
描述圆周运动物理量间的关系
ω
f、n
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
描述圆周运动各物理量间的关系
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
相同时间转过的齿数相同、弧长相同、线速度相同
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
地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗 角速度一样吗 线速度大小一样吗
O
R
θ
R'
O'
A
B
思考
C
B
A
(1)A、B的线速度相同
对自行车三轮转动的描述:
大齿轮A
小齿轮
B
后轮
C
(2)B、C的角速度相同
车轮、脚踏板、大齿轮、
小齿轮
思考1：你认为自行车上，大齿轮、小齿轮和后轮谁的转速快？
思考2：你认为自行车上，大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点，谁运动的更快？
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：
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
【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4.0 m 。当他的线速度为2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？周期是多少？
如图所示，甲、乙两轮固定在一起绕同轴转动，丙轮和乙轮用不打滑的皮带传动。三轮边缘分别有A、B、C三点，且 rA:rB:rC=2:1:2，则A、B、C三点的线速度之比vA:vB:vC=_____；
角速度之比ωA:ωB:ωC=_____。
2:1:1
2:2:1
甲
R
r
O
60°
R
O’
1、如图所示，地球可以看作一个半径为 的球体，北京的纬度约为北纬40度。位于赤道和位于北京的物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度各是多大？线速度各是多大？
【练习与应用】
2．某个走时准确的时钟（图6.1-5)，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.4:1。
(1）分针与时针的角速度之比是多少？
(2）分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少？
【练习与应用】
3．在图6.1-6中， A 、 B 两点分别位于大、小轮的边缘上， C 点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。请在该装置的 A 、 B 、 C 三个点中选择有关的两个点，说明公式 v=ωr 的以下三种变量关系：
(1) v相等，ω跟 r成反比。
(2)ω相等，v 跟 r成正比。
(3) r相等，v 跟ω成正比。
【练习与应用】
【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
【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