6.1 圆周运动—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修二课件（21张PPT）

6.1圆周运动
1.掌握线速度的定义式，理解圆周运动线速度大小、 方向的特点，知道什么是匀速圆周运动.
2.掌握角速度的定义式和单位.
3.知道周期、转速的概念.
4.理解掌握相关公式.
学习目标
【新课导入】
摩天轮上的人和钟摆摆锤的运动轨迹有什么特点？
我们把这类轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动
将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：
（1）大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？
（2）同一个齿轮上到转轴的距离不同
的点，哪个运动得更快些？
（3）你能说出判断运动快慢的依据吗？
【新课导入】
判断圆周运动的快慢，同学们会出现不同的意见，可以归结为以下四种判断的依据：
比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
比较物体在一段时间内半径转过的角度
比较物体转过一圈所用时间
比较物体在一段时间内转过的圈数
1.定义：物体做圆周运动，在一段 的时间Δt内，通过的弧长为Δs.则Δs与Δt的
叫作线速度，公式： .
2.意义：描述做圆周运动的物体 的快慢.
3.方向：为物体做圆周运动时该点的 方向.
4.匀速圆周运动
(1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的 ，这种运动叫作匀速圆周运动.
(2)性质：线速度的方向是时刻 的，所以是一种 运动，这里的“匀速”是指 不变.
一、线速度
一
很短
比值
运动
切线
大小处处相等
变化
变速
速率
自学初探
v
可见：做匀速圆周运动的物体线速度的方向是不断变化的
因此，匀速圆周运动是变速运动！
速率不变，“速”指“速率”
v
v
o
探究一、怎样理解“匀速”二字？
做匀速圆周运动的物体，线速度　　　不变，
　 　时刻在变，线速度是　 　 (恒量或变量),
匀速圆周运动的性质是 ,　　　　　
匀速的含义是　　　　　　 　　。
大小
方向
变量
变速曲线运动
线速度的大小不变
例1
1.定义：连接物体与圆心的半径转过的 与转过这一 所用时间的 ，
公式： .
2.意义：描述物体绕圆心 的快慢.
3.单位：弧度每秒，符号是 或 .
4.匀速圆周运动是角速度 的运动.
二、角速度
角度
角度
比值
转动
rad/s
rad·s－1
不变
自学初探
探究2、为什么说匀速圆周运动是角速度不变的运动？
由于匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，物体在相等时间内通过的弧长相等，所以物体在相等时间内转过的角度也相等。因此可以说，匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。
对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是：（ ）
A.相等的时间里通过的路程相等
B.相等的时间里通过的弧长相等
C.相等的时间里发生的位移相同
D.相等的时间里转过的角度相等
ABD
例2
1.周期T：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的 ，单位： .
2.转速n：物体转动的 与所用时间之比.单位： 或 .
3.周期和转速的关系：T＝ (n的单位为r/s时).
三、周期
时间
秒(s)
圈数
转每秒(r/s)
转每分(r/min)
1.在圆周运动中，线速度的大小等于 与 的乘积.
2.公式：v＝ .
四、线速度与角速度的关系
角速度大小
半径
ωr
自学初探
周期
频率
转速
定义
符号
单位
物理意义
关系
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
T
s
Hz或s-1
n = f =
T
1
物体在单位时间所转过的圈数
f
物体在单位时间所转过的圈数
匀速圆周运动是 周期、频率、转速都不变的运动！
探究3、周期、频率和转速的比较：
探究4、描述圆周运动的各物理量之间存在什么样的定量关系？
关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是(　　)
A．线速度大的角速度一定大
B．线速度大的周期一定小
C．角速度大的半径一定小
D．角速度大的周期一定小
例3
D　[由v＝ωr知，ω＝ ?????????，角速度与线速度、半径两个因素有关，线速度大的角速度不一定大，A错误；同样，r＝ ???????? ，半径与线速度、角速度两个因素有关，角速度大的半径不一定小，C错误；由T＝ ???????????????? 知，周期与半径、线速度两个因素有关，线速度大的周期不一定小，B错误；而由T＝ ???????????????? 可知，ω越大，T越小，D正确．]
?
【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 4.0 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？
【分析】 已知小孩做匀速圆周运动的半径和线速度，可以根据线速度、角速度、周期之间的关系，求出他做匀速圆周运动的角速度和周期。
例4
探究5、同轴转动和皮带传动问题
?
同轴转动
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(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点
两个齿轮啮合，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
线速度大小相等
线速度大小相等
规
律
线速度大小与半径成正比：
角速度与半径成反比：
角速度与半径成反比：
两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，AB两点的半径之比为2：1，CD两点的半径之比也为2：1，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的线速度之比为vA：vB=1：2
B．A、C两点的线速度之比为vA：vC=1：1
C．A、C两点的角速度之比为ωA：ωC=1：2
D．A、D两点的线速度之比为vA：vD=1：2
C
A
B
C
D
例5
课堂总结
3．角速度：做圆周运动的物体的半径扫描过的角度与时间的比值
单位：rad/s
ω=
Δt
Δ
θ
4．v与T的关系：v=
T
2πr
5．ω与T（fn）的关系：
ω=
T
2π
=2πf=2πn
v =
Δt
Δs
1．线速度：做圆周运动的物体通过的弧长与所有时间的比值
2．匀速圆周运动：匀速的含义是指“速率不变”。角速度不变的运动。