人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动第1节圆周运动课件（46页PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动第1节圆周运动课件（46页PPT） |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 5.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-07 00:00:00 | ||
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文档简介
(共46张PPT)
[学习目标]
1.知道匀速圆周运动的概念和特点。
2.理解线速度、角速度、转速、周期等概念，会对它们进行定量计算。
3.掌握线速度、角速度、周期之间的关系，并能用来解决相关问题。
很短
比值
m/s
沿圆周运动
切线
角Δ θ
2.角速度
(1)定义：连接物体与圆心的半径转过的______与所用时间Δ t ____叫作角速度。
(3)单位：弧度每秒，符号是____，在运算中角速度的单位可以写为___。
(4)物理意义：描述做圆周运动的物体__________的快慢。
之比
rad/s
s-1
绕圆心转动
3.匀速圆周运动
(1)定义：物体沿着圆周运动，并且____________处处_____，这种运动叫作匀速圆周运动。
(2)匀速圆周运动是角速度____的圆周运动。
4.周期
(1)周期T：做匀速圆周运动的物体，运动____所用的____。
(2)单位：与时间的单位相同。
线速度的大小
相等
不变
一周
时间
5.转速
(1)转速：物体转动的____与所用时间之比，常用符号n表示。
(2)单位：__________或____________。
圈数
转每秒(r/s)
转每分(r/min)
[易错辨析]
(1)匀速圆周运动是一种匀速运动。( )
(2)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同。( )
(3)物体做匀速圆周运动时在相等的时间内转过的角度相等。( )
(4)物体转动的周期越短，转动得就越快。( )
(5)转速越大，说明物体转动得越快。( )
(7)两物体做匀速圆周运动的周期相同，则角速度大小及转速都相同。( )
(8)因为ω＝2πn，所以角速度ω与转速n成正比。( )
×
×
√
√
√
×
√
√
角度1 匀速圆周运动的认识
[例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
ABD
解析 由线速度定义知，匀速圆周运动的速度大小不变，也就是速率不变，但速度方向时刻改变，选项A、B正确；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的路程相等，但通过的位移不一定相等，选项C错误，D正确。
角度2 描述圆周运动物理量的计算
[例2] (2025·湖北十堰高一阶段检测)如图所示，A、B两艘快艇正在水平湖面分别做匀速圆周运动，已知在相同的时间内，A、B通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，下列说法正确的是( )
A.A、B运动的线速度大小之比为3∶4
B.A、B运动的角速度大小之比为2∶3
C.A、B运动的周期之比为3∶2
D.A、B做圆周运动的半径之比为8∶9
D
[例3] (多选)某只走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.4∶1。分针与时针的角速度分别记作ω1和ω2，分针针尖与时针针尖的线速度分别记作v1和v2，下列关系式正确的是( )
A.ω1∶ω2＝12∶1 B.ω1∶ω2＝24∶1
C.v1∶v2＝16.8∶1 D.v1∶v2＝1∶16.8
AC
1.三种传动装置
同轴转动 皮带传动 齿轮(摩擦)传动
装置 A、B两点在同一个圆盘上
=两个轮子用皮带连接(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点
A、B两点分别是两个轮边缘上的点
[思考探究]
科技馆的科普器材中常有如图所示的匀速率的传动装置，在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮的半径(内径)是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮匀速转动时，小齿轮的角速度与大齿轮角速度的关系如何？
[提示] 大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，根据v＝ωr可知，大齿轮半径(内径)是小齿轮半径的3倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍。
[例4] (教材习题改编)(多选)如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
AC
[例5] 如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，且转动时不打滑。A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB，a和b两点在各轮的边缘，c和d在各轮半径的中点。下列选项正确的是( )
A.va＝2vb B. ω a＝2ωc
C. ω d＝ω c D. v b＝2vc
D
解析 由于A、B两轮之间通过摩擦传动，且转动时不打滑，故A、B两轮边缘的线速度大小相等，所以va＝vb，故A错误；a、c两点同轴转动，角速度相等，所以ωa＝ωc，故B错误；根据v＝ωR可得ωaRA＝ωbRB，则ωa∶ωb＝RB∶RA＝1∶2，即ωb＝2ωa，a、c两点角速度相等，b、d两点角速度相等，所以ωd＝2ωc，故C错误；由于ωa＝ωc，Ra＝2Rc，故va∶vc＝2∶1，即va＝2vc，又va＝vb，所以vb＝2vc，故D正确。
[例6] (多选)如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑，在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1。当转轴匀速转动时，下列说法正确的是( )
A.A、B、C三点的线速度之比为2∶2∶1
B.A、B、C三点的角速度之比为1∶2∶1
C.A、B、C三点的转速之比为2∶4∶1
D.A、B、C三点的周期之比为1∶2∶1
AB
1.(描述圆周运动的物理量及其关系)(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，则下列说法中正确的是( )
A.它们的半径之比为2∶9
B.它们的半径之比为1∶2
C.它们的周期之比为2∶3
D.它们的周期之比为1∶3
AD
2.(同轴转动)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，下列说法正确的是( )
B
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
解析 a、b和c均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的角速度都是陀螺旋转的角速度ω，B正确，C错误；三点的运动半径关系ra＝rb>rc，据v＝ωr可知，三点的线速度关系va＝vb>vc，A、D错误。
3.(皮带传动)如图是自行车传动结构的示意图，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2和r3。假设脚踏板的转速为n(r/s)，则该自行车前进的速度为( )
B
4.(齿轮传动)某新型自行车，采用如图甲所示的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”问题。图乙是圆锥齿轮90°轴交的示意图，其中A是圆锥齿轮转轴边缘上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿的中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(已知rA≠rB≠rC)。下列有关物理量之间的大小关系的表述中正确的是( )
D
A.A点和C点的线速度vA＝vC
B.B点与C点的角速度ωB＝ωC
C.B点与A点的线速度vB＝vA
D.B点与A点的角速度ωB＝ωA
解析 B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，则B、C两点线速度大小相等，即有vB＝vC，根据v＝ωr，rB≠rC，可知B点与C点的角速度关系ωB≠ωC，A、B两点同轴转动，所以角速度相等，即有ωA＝ωB，根据v＝ωr，rA≠rB，可知A点与B点的线速度大小关系vA≠vB，则有vA≠vC，故选D。
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[基础巩固练]
BCD
1.(多选)做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是( )
A.速度 B.速率
C.角速度 D.周期
解析 物体做匀速圆周运动时，速度的大小虽然不变，但它的方向在不断变化，选项B、C、D正确。
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D
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3.风能是一种绿色能源，如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列说法正确的是( )
B
A.M点的线速度小于N点的线速度
B.M点的角速度小于N点的角速度
C.M点的转速大于N点的转速
D.M点的周期大于N点的周期
解析 M、N两点转动的角速度相等，转速相等，周期相等，M点转动的半径小，根据v＝ωr知，M点的线速度小于N点的线速度，故A正确，B、C、D错误。
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C
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A.90 B.120 C.150 D.180
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5.(2025·浙江绍兴市高一检测)(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约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.弯道半径约为3.4 km
AD
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6.做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动了100 m，求该物体做圆周运动时：
(1)线速度的大小；
(2)角速度；
(3)周期。
答案 (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s
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[能力提升练]
C
7.(2025·河北保定高一检测)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( )
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8.(多选)上世纪70年代我国农村常用辘轳浇灌农田，其模型图如图所示，细绳绕在半径为r的轮轴上悬挂一个水桶M，轮轴上均匀分布着6根手柄，柄端有6个质量均匀的小球m。球离轴心的距离为R，轮轴、绳(极细)及手柄的质量以及摩擦均不计。当手柄匀速转动n周把水桶提上来时，则( )
BC
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9.(多选)如图所示，夜晚电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪45次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角。当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是( )
BD
A.600 r/min B.900 r/min
C.1 200 r/min D.1 800 r/min
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10.有一款手摇削笔器如图所示，手柄的BO段长为l，AB段长为d。一位同学转动手柄削铅笔，在时间t内匀速转动了n圈。
(1)写出手柄A处角速度和线速度大小的表达式；
(2)一款日常所用削笔器的手柄长BO约为5 cm，1 min大约转60圈，请计算手柄转动的角速度和线速度的大小。
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[拓展培优练]
11.(2025·山东卷)(多选)如图所示，在无人机的某次定点投放性能测试中，目标区域是水平地面上以O点为圆心，半径R1＝5 m的圆形区域，OO′垂直地面，无人机在离地面高度H＝20 m的空中绕O′点、平行地面做半径R2＝3 m的匀速圆周运动，A、B为圆周上的两点，∠AO′B＝90°。若物品相对无人机无初速度地释放，为保证落点在目标区域内，无人机做圆周运动的最大角速度应为ωmax。当无人机以ωmax沿圆周运动经过A点时，相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响，物品可视为质点且落地后即静止，重力加速度大小g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
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[学习目标]
1.知道匀速圆周运动的概念和特点。
2.理解线速度、角速度、转速、周期等概念，会对它们进行定量计算。
3.掌握线速度、角速度、周期之间的关系，并能用来解决相关问题。
很短
比值
m/s
沿圆周运动
切线
角Δ θ
2.角速度
(1)定义：连接物体与圆心的半径转过的______与所用时间Δ t ____叫作角速度。
(3)单位：弧度每秒，符号是____，在运算中角速度的单位可以写为___。
(4)物理意义：描述做圆周运动的物体__________的快慢。
之比
rad/s
s-1
绕圆心转动
3.匀速圆周运动
(1)定义：物体沿着圆周运动，并且____________处处_____，这种运动叫作匀速圆周运动。
(2)匀速圆周运动是角速度____的圆周运动。
4.周期
(1)周期T：做匀速圆周运动的物体，运动____所用的____。
(2)单位：与时间的单位相同。
线速度的大小
相等
不变
一周
时间
5.转速
(1)转速：物体转动的____与所用时间之比，常用符号n表示。
(2)单位：__________或____________。
圈数
转每秒(r/s)
转每分(r/min)
[易错辨析]
(1)匀速圆周运动是一种匀速运动。( )
(2)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同。( )
(3)物体做匀速圆周运动时在相等的时间内转过的角度相等。( )
(4)物体转动的周期越短，转动得就越快。( )
(5)转速越大，说明物体转动得越快。( )
(7)两物体做匀速圆周运动的周期相同，则角速度大小及转速都相同。( )
(8)因为ω＝2πn，所以角速度ω与转速n成正比。( )
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角度1 匀速圆周运动的认识
[例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
ABD
解析 由线速度定义知，匀速圆周运动的速度大小不变，也就是速率不变，但速度方向时刻改变，选项A、B正确；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的路程相等，但通过的位移不一定相等，选项C错误，D正确。
角度2 描述圆周运动物理量的计算
[例2] (2025·湖北十堰高一阶段检测)如图所示，A、B两艘快艇正在水平湖面分别做匀速圆周运动，已知在相同的时间内，A、B通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，下列说法正确的是( )
A.A、B运动的线速度大小之比为3∶4
B.A、B运动的角速度大小之比为2∶3
C.A、B运动的周期之比为3∶2
D.A、B做圆周运动的半径之比为8∶9
D
[例3] (多选)某只走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.4∶1。分针与时针的角速度分别记作ω1和ω2，分针针尖与时针针尖的线速度分别记作v1和v2，下列关系式正确的是( )
A.ω1∶ω2＝12∶1 B.ω1∶ω2＝24∶1
C.v1∶v2＝16.8∶1 D.v1∶v2＝1∶16.8
AC
1.三种传动装置
同轴转动 皮带传动 齿轮(摩擦)传动
装置 A、B两点在同一个圆盘上
=两个轮子用皮带连接(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点
A、B两点分别是两个轮边缘上的点
[思考探究]
科技馆的科普器材中常有如图所示的匀速率的传动装置，在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮的半径(内径)是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮匀速转动时，小齿轮的角速度与大齿轮角速度的关系如何？
[提示] 大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，根据v＝ωr可知，大齿轮半径(内径)是小齿轮半径的3倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍。
[例4] (教材习题改编)(多选)如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
AC
[例5] 如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，且转动时不打滑。A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB，a和b两点在各轮的边缘，c和d在各轮半径的中点。下列选项正确的是( )
A.va＝2vb B. ω a＝2ωc
C. ω d＝ω c D. v b＝2vc
D
解析 由于A、B两轮之间通过摩擦传动，且转动时不打滑，故A、B两轮边缘的线速度大小相等，所以va＝vb，故A错误；a、c两点同轴转动，角速度相等，所以ωa＝ωc，故B错误；根据v＝ωR可得ωaRA＝ωbRB，则ωa∶ωb＝RB∶RA＝1∶2，即ωb＝2ωa，a、c两点角速度相等，b、d两点角速度相等，所以ωd＝2ωc，故C错误；由于ωa＝ωc，Ra＝2Rc，故va∶vc＝2∶1，即va＝2vc，又va＝vb，所以vb＝2vc，故D正确。
[例6] (多选)如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑，在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1。当转轴匀速转动时，下列说法正确的是( )
A.A、B、C三点的线速度之比为2∶2∶1
B.A、B、C三点的角速度之比为1∶2∶1
C.A、B、C三点的转速之比为2∶4∶1
D.A、B、C三点的周期之比为1∶2∶1
AB
1.(描述圆周运动的物理量及其关系)(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，则下列说法中正确的是( )
A.它们的半径之比为2∶9
B.它们的半径之比为1∶2
C.它们的周期之比为2∶3
D.它们的周期之比为1∶3
AD
2.(同轴转动)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，下列说法正确的是( )
B
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
解析 a、b和c均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的角速度都是陀螺旋转的角速度ω，B正确，C错误；三点的运动半径关系ra＝rb>rc，据v＝ωr可知，三点的线速度关系va＝vb>vc，A、D错误。
3.(皮带传动)如图是自行车传动结构的示意图，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2和r3。假设脚踏板的转速为n(r/s)，则该自行车前进的速度为( )
B
4.(齿轮传动)某新型自行车，采用如图甲所示的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”问题。图乙是圆锥齿轮90°轴交的示意图，其中A是圆锥齿轮转轴边缘上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿的中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(已知rA≠rB≠rC)。下列有关物理量之间的大小关系的表述中正确的是( )
D
A.A点和C点的线速度vA＝vC
B.B点与C点的角速度ωB＝ωC
C.B点与A点的线速度vB＝vA
D.B点与A点的角速度ωB＝ωA
解析 B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，则B、C两点线速度大小相等，即有vB＝vC，根据v＝ωr，rB≠rC，可知B点与C点的角速度关系ωB≠ωC，A、B两点同轴转动，所以角速度相等，即有ωA＝ωB，根据v＝ωr，rA≠rB，可知A点与B点的线速度大小关系vA≠vB，则有vA≠vC，故选D。
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[基础巩固练]
BCD
1.(多选)做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是( )
A.速度 B.速率
C.角速度 D.周期
解析 物体做匀速圆周运动时，速度的大小虽然不变，但它的方向在不断变化，选项B、C、D正确。
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3.风能是一种绿色能源，如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列说法正确的是( )
B
A.M点的线速度小于N点的线速度
B.M点的角速度小于N点的角速度
C.M点的转速大于N点的转速
D.M点的周期大于N点的周期
解析 M、N两点转动的角速度相等，转速相等，周期相等，M点转动的半径小，根据v＝ωr知，M点的线速度小于N点的线速度，故A正确，B、C、D错误。
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5.(2025·浙江绍兴市高一检测)(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约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.弯道半径约为3.4 km
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6.做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动了100 m，求该物体做圆周运动时：
(1)线速度的大小；
(2)角速度；
(3)周期。
答案 (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s
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[能力提升练]
C
7.(2025·河北保定高一检测)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( )
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8.(多选)上世纪70年代我国农村常用辘轳浇灌农田，其模型图如图所示，细绳绕在半径为r的轮轴上悬挂一个水桶M，轮轴上均匀分布着6根手柄，柄端有6个质量均匀的小球m。球离轴心的距离为R，轮轴、绳(极细)及手柄的质量以及摩擦均不计。当手柄匀速转动n周把水桶提上来时，则( )
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9.(多选)如图所示，夜晚电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪45次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角。当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是( )
BD
A.600 r/min B.900 r/min
C.1 200 r/min D.1 800 r/min
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10.有一款手摇削笔器如图所示，手柄的BO段长为l，AB段长为d。一位同学转动手柄削铅笔，在时间t内匀速转动了n圈。
(1)写出手柄A处角速度和线速度大小的表达式；
(2)一款日常所用削笔器的手柄长BO约为5 cm，1 min大约转60圈，请计算手柄转动的角速度和线速度的大小。
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[拓展培优练]
11.(2025·山东卷)(多选)如图所示，在无人机的某次定点投放性能测试中，目标区域是水平地面上以O点为圆心，半径R1＝5 m的圆形区域，OO′垂直地面，无人机在离地面高度H＝20 m的空中绕O′点、平行地面做半径R2＝3 m的匀速圆周运动，A、B为圆周上的两点，∠AO′B＝90°。若物品相对无人机无初速度地释放，为保证落点在目标区域内，无人机做圆周运动的最大角速度应为ωmax。当无人机以ωmax沿圆周运动经过A点时，相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响，物品可视为质点且落地后即静止，重力加速度大小g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
BC
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