人教版（2019）高中物理必修二 6.1 圆周运动 课件（31张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）高中物理必修二 6.1 圆周运动 课件（31张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 8.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-21 09:38:13 | ||
图片预览
文档简介
(共31张PPT)
在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧一部分的运动叫做圆周运动。
第6章 圆周运动
新课导入
第1节 圆周运动
问题：将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？你能说出判断运动快慢的依据吗？
学习任务一
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
【科学探究】如何比较它们运动的快慢
①你衡量快慢的标准是什么
②你从哪个角度去进行比较的
思路一：比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
思路二：比较物体在一段时间内半径转过的角度的大小
圆周运动快慢的比较
思路三：比较物体转过一圈所用时间的多少
思路四：比较物体在一段时间内转过的圈数
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
s
t
（1） 物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.
（3）大小：
（4）单位：m / s
（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.
v =
t
s
1、线速度
思路一：比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
（2）定义：质点做圆周运动通过的弧长 s和所用时间t 的比值.
S是弧长并非位移
当 t 很小很小时（趋近零），弧长 S 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。
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
Ｏ
Δθ
A
B
（1）物理意义：
描述质点绕圆心转动的快慢
（2）定义：
质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δ t的比值叫做角速度
（3）定义式：
ω=
Δt
Δ
θ
rad/s
2.角速度
（4）单位：弧度每秒，符号为_______.
注意:角速度是矢量,其方向在高中学段不作要求
思路二:比较物体在一段时间内半径转过的角度的大小
角度和弧度的转化：
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
其中Δθ采用弧度制
3、周期
(1)定义：表示的是物体沿圆周运动一周所需要的时间
(2)单位：S
T=2S
T=1S
思路三：比较物体转过一圈所用时间的多少
4、转速
n=0.5r/s
n=1r/s
（1）定义：表示的是物体在单位时间内转过的圈数
（2）单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min）
7200r/min
思路四：比较物体在一段时间内转过的圈数
探讨：线速度与角速度的关系
ω
你还有其他推导线速度和角速度关系的方法吗？
设物体做半径为 r 的圆周运动，在 Δt 内通过的弧长为 Δl ，弧对应的圆心角为 Δθ。当Δθ以弧度为单位时，
l
Δθ
r
v = = = ωr
Δt
Δl
Δt
rΔ
θ
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
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
根据上面的公式v＝ωr ，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：
探讨：线速度与角速度的关系
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
【课本例题】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？
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
例1 (多选)[2023·重庆八中月考] A、B两个质点分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比sA∶sB=2∶3,转过的角度之比φA∶φB=3∶2,则下列说法正确的是 ( )
A.它们的运动半径之比rA∶rB=2∶3
B.它们的运动半径之比rA∶rB=4∶9
C.它们的周期之比TA∶TB=2∶3
D.它们的转速之比nA∶nB=2∶3
BC
学习任务一
[解析] A、B两个质点在相同的时间内通过的路程之比为2∶3,即通过的弧长之比为2∶3,所以vA∶vB=2∶3,在相同的时间内转过的角度之比φA∶φB=3∶2,根据ω=得ωA∶ωB=3∶2,又v=ωr,所以rA∶rB=4∶9,选项A错误,B正确.
根据T=知,TA∶TB=ωB∶ωA=2∶3,选项C正确.
转速是单位时间内物体转过的圈数,即n=,所以nA∶nB=TB∶TA=3∶2,选项D错误.
描述圆周运动快慢的物理量
学习任务一
定义(常用符号) 定义式、 计算公式 单位
线速度 物体通过的弧长与所用时间之比(v) m/s
角速度 连接运动质点和圆心的半径转过的角度与时间之比(ω) rad/s
周期 物体沿圆周运动一圈的时间(T) s
转速 物体在单位时间内转过的圈数(n) r/s、r/min
相互 关系
v
v
v
o
学习任务二 匀速圆周运动的理解
学习任务二
结论：匀速圆周运动是线速度大小（速率）和角速度均不变的运动
例2 对于匀速圆周运动,下列说法不正确的是 ( )
A.做匀速圆周运动的物体处于非平衡状态
B.运动快慢可用线速度描述,也可用角速度描述
C.匀速圆周运动是匀速运动,因为其速率保持不变
D.做匀速圆周运动的物体所受合力不可能为0
[解析]匀速圆周运动是曲线运动,物体有加速度,处于非平衡状态,故A正确;
角速度和线速度都是描述做匀速圆周运动的物体运动快慢的物理量,故B正确;
匀速圆周运动的过程中,线速度的大小不变,但方向改变,故不是匀速运动,物体所受合力不可能为0,故C错误,D正确.
学习任务二
C
1.圆周运动的性质:圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度,做圆周运动的物体受的合力一定不为零.
2.匀速圆周运动的特点
学习任务二
[科学思维]
学习任务三 圆周运动的传动问题
学习任务三
（1）同线传动类
A、皮带传动－线速度相等
B、齿轮传动－线速度相等
同一传动各轮边缘上线速度相同
v相同时，ω与r成反比：v= ωr
[科学思维]
学习任务三 圆周运动的传动问题
学习任务三
（2）同轴传动类
同一轮上各点的角速度相同
当ω相同时，v与r成正比： v= ωr
A
(1)A、B的线速度
(2)B、C的角速度
(3)B比A角速度
(4)B比C线速度
对自行车三轮转动的描述
A
B
C
学习任务三 圆周运动的传动问题
C
B
A
(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
对自行车三轮转动的描述:
学习任务三 圆周运动的传动问题
地球上的物体随着地球一起绕地轴自转。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'
O
R
R'
θ
O'
思考
学习任务三 圆周运动的传动问题
学习任务三
例3 [2023·浙江杭州十四中月考] 如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是ra∶rb∶rc=2∶1∶2.若皮带不打滑,则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的 ( )
A.角速度之比为1∶2∶2
B.角速度之比为1∶1∶2
C.线速度大小之比为1∶2∶2
D.线速度大小之比为1∶1∶1
A
学习任务三
[解析]点a和点b是皮带传动边缘点,线速度大小相等,故va∶vb=1∶1,根据v=rω,有ωa∶ωb=rb∶ra=1∶2,点b和点c是同轴转动,角速度相等,故ωb∶ωc=1∶1,则ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,故A正确,B错误;
点b和点c是同轴转动,角速度相等,根据v=rω,有vb∶vc=rb∶rc=1∶2,则va∶vb∶vc=1∶1∶2,故C、D错误.
解决传动问题的要点
(1)同轴传动:共轴转动物体上各点角速度相同.
(2)皮带传动和齿轮传动:皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等.
学习任务三
涉及圆周运动的周期性问题
圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解.有些题目会涉及圆周运动、平抛运动、匀速直线运动等不同运动形式,两种不同的运动规律间必然有一个物理量在起桥梁作用,从而把两种不同运动联系起来,这一个物理量常常是“时间”.
素 养 提 升
示例 如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求A球做匀速圆周运动的周期的所有可能值.(重力加速度为g)
素 养 提 升
[解析]两球能在a点相碰,则A球在B球飞行时间内又回到a点,即平抛运动的时间等于A球周期的整数倍,所以t==nT,解得T=(n=1,2,3,…).
[答案] (n=1,2,3,…)
课堂小结
描述
线速度
匀速圆周运动
实例分析
— —传动装置
角速度
周期T
线速度大小不变，方向时刻改变
角速度、周期、频率、转速不变
同轴传动：ω、T、f、n相等
皮带传动：线速度v大小相等
频率f
转速n
圆周运动
关系
课后习题
1.地球可以看作一个半径为6.4×l03km的球体，北京的纬度约为北纬40°。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？
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？
课后习题
课后习题
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。
课后习题
4.某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图6.1-7所示。这块硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为81921圆周），每个扇区可以记录512个字节。电动机使盘面以7200r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。
（1）一个扇区通过磁头所用的时间是多少？
（2）不计磁头转移磁道的时间，计算机1s内最多可以从一个盘面上
读取多少个字节？
在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧一部分的运动叫做圆周运动。
第6章 圆周运动
新课导入
第1节 圆周运动
问题：将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？你能说出判断运动快慢的依据吗？
学习任务一
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
【科学探究】如何比较它们运动的快慢
①你衡量快慢的标准是什么
②你从哪个角度去进行比较的
思路一：比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
思路二：比较物体在一段时间内半径转过的角度的大小
圆周运动快慢的比较
思路三：比较物体转过一圈所用时间的多少
思路四：比较物体在一段时间内转过的圈数
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
s
t
（1） 物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.
（3）大小：
（4）单位：m / s
（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.
v =
t
s
1、线速度
思路一：比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
（2）定义：质点做圆周运动通过的弧长 s和所用时间t 的比值.
S是弧长并非位移
当 t 很小很小时（趋近零），弧长 S 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。
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
Ｏ
Δθ
A
B
（1）物理意义：
描述质点绕圆心转动的快慢
（2）定义：
质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δ t的比值叫做角速度
（3）定义式：
ω=
Δt
Δ
θ
rad/s
2.角速度
（4）单位：弧度每秒，符号为_______.
注意:角速度是矢量,其方向在高中学段不作要求
思路二:比较物体在一段时间内半径转过的角度的大小
角度和弧度的转化：
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
其中Δθ采用弧度制
3、周期
(1)定义：表示的是物体沿圆周运动一周所需要的时间
(2)单位：S
T=2S
T=1S
思路三：比较物体转过一圈所用时间的多少
4、转速
n=0.5r/s
n=1r/s
（1）定义：表示的是物体在单位时间内转过的圈数
（2）单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min）
7200r/min
思路四：比较物体在一段时间内转过的圈数
探讨：线速度与角速度的关系
ω
你还有其他推导线速度和角速度关系的方法吗？
设物体做半径为 r 的圆周运动，在 Δt 内通过的弧长为 Δl ，弧对应的圆心角为 Δθ。当Δθ以弧度为单位时，
l
Δθ
r
v = = = ωr
Δt
Δl
Δt
rΔ
θ
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
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
根据上面的公式v＝ωr ，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：
探讨：线速度与角速度的关系
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
【课本例题】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？
学习任务一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系
例1 (多选)[2023·重庆八中月考] A、B两个质点分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比sA∶sB=2∶3,转过的角度之比φA∶φB=3∶2,则下列说法正确的是 ( )
A.它们的运动半径之比rA∶rB=2∶3
B.它们的运动半径之比rA∶rB=4∶9
C.它们的周期之比TA∶TB=2∶3
D.它们的转速之比nA∶nB=2∶3
BC
学习任务一
[解析] A、B两个质点在相同的时间内通过的路程之比为2∶3,即通过的弧长之比为2∶3,所以vA∶vB=2∶3,在相同的时间内转过的角度之比φA∶φB=3∶2,根据ω=得ωA∶ωB=3∶2,又v=ωr,所以rA∶rB=4∶9,选项A错误,B正确.
根据T=知,TA∶TB=ωB∶ωA=2∶3,选项C正确.
转速是单位时间内物体转过的圈数,即n=,所以nA∶nB=TB∶TA=3∶2,选项D错误.
描述圆周运动快慢的物理量
学习任务一
定义(常用符号) 定义式、 计算公式 单位
线速度 物体通过的弧长与所用时间之比(v) m/s
角速度 连接运动质点和圆心的半径转过的角度与时间之比(ω) rad/s
周期 物体沿圆周运动一圈的时间(T) s
转速 物体在单位时间内转过的圈数(n) r/s、r/min
相互 关系
v
v
v
o
学习任务二 匀速圆周运动的理解
学习任务二
结论：匀速圆周运动是线速度大小（速率）和角速度均不变的运动
例2 对于匀速圆周运动,下列说法不正确的是 ( )
A.做匀速圆周运动的物体处于非平衡状态
B.运动快慢可用线速度描述,也可用角速度描述
C.匀速圆周运动是匀速运动,因为其速率保持不变
D.做匀速圆周运动的物体所受合力不可能为0
[解析]匀速圆周运动是曲线运动,物体有加速度,处于非平衡状态,故A正确;
角速度和线速度都是描述做匀速圆周运动的物体运动快慢的物理量,故B正确;
匀速圆周运动的过程中,线速度的大小不变,但方向改变,故不是匀速运动,物体所受合力不可能为0,故C错误,D正确.
学习任务二
C
1.圆周运动的性质:圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度,做圆周运动的物体受的合力一定不为零.
2.匀速圆周运动的特点
学习任务二
[科学思维]
学习任务三 圆周运动的传动问题
学习任务三
（1）同线传动类
A、皮带传动－线速度相等
B、齿轮传动－线速度相等
同一传动各轮边缘上线速度相同
v相同时，ω与r成反比：v= ωr
[科学思维]
学习任务三 圆周运动的传动问题
学习任务三
（2）同轴传动类
同一轮上各点的角速度相同
当ω相同时，v与r成正比： v= ωr
A
(1)A、B的线速度
(2)B、C的角速度
(3)B比A角速度
(4)B比C线速度
对自行车三轮转动的描述
A
B
C
学习任务三 圆周运动的传动问题
C
B
A
(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
对自行车三轮转动的描述:
学习任务三 圆周运动的传动问题
地球上的物体随着地球一起绕地轴自转。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'
O
R
R'
θ
O'
思考
学习任务三 圆周运动的传动问题
学习任务三
例3 [2023·浙江杭州十四中月考] 如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是ra∶rb∶rc=2∶1∶2.若皮带不打滑,则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的 ( )
A.角速度之比为1∶2∶2
B.角速度之比为1∶1∶2
C.线速度大小之比为1∶2∶2
D.线速度大小之比为1∶1∶1
A
学习任务三
[解析]点a和点b是皮带传动边缘点,线速度大小相等,故va∶vb=1∶1,根据v=rω,有ωa∶ωb=rb∶ra=1∶2,点b和点c是同轴转动,角速度相等,故ωb∶ωc=1∶1,则ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,故A正确,B错误;
点b和点c是同轴转动,角速度相等,根据v=rω,有vb∶vc=rb∶rc=1∶2,则va∶vb∶vc=1∶1∶2,故C、D错误.
解决传动问题的要点
(1)同轴传动:共轴转动物体上各点角速度相同.
(2)皮带传动和齿轮传动:皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等.
学习任务三
涉及圆周运动的周期性问题
圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解.有些题目会涉及圆周运动、平抛运动、匀速直线运动等不同运动形式,两种不同的运动规律间必然有一个物理量在起桥梁作用,从而把两种不同运动联系起来,这一个物理量常常是“时间”.
素 养 提 升
示例 如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求A球做匀速圆周运动的周期的所有可能值.(重力加速度为g)
素 养 提 升
[解析]两球能在a点相碰,则A球在B球飞行时间内又回到a点,即平抛运动的时间等于A球周期的整数倍,所以t==nT,解得T=(n=1,2,3,…).
[答案] (n=1,2,3,…)
课堂小结
描述
线速度
匀速圆周运动
实例分析
— —传动装置
角速度
周期T
线速度大小不变，方向时刻改变
角速度、周期、频率、转速不变
同轴传动：ω、T、f、n相等
皮带传动：线速度v大小相等
频率f
转速n
圆周运动
关系
课后习题
1.地球可以看作一个半径为6.4×l03km的球体，北京的纬度约为北纬40°。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？
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？
课后习题
课后习题
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。
课后习题
4.某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图6.1-7所示。这块硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为81921圆周），每个扇区可以记录512个字节。电动机使盘面以7200r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。
（1）一个扇区通过磁头所用的时间是多少？
（2）不计磁头转移磁道的时间，计算机1s内最多可以从一个盘面上
读取多少个字节？