【物理】圓周運動課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第一節(jié)圓周運動第六章

圓周運動學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識圓周運動、勻速圓周運動的特點，了解描述圓周運動快慢的基本思路，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。2.理解線速度的物理意義，知道勻速圓周運動中線速度的方向。3.理解角速度的物理意義，掌握線速度和角速度的關(guān)系。4.能在具體的情境中確定線速度和角速度。新課導(dǎo)入大齒輪小齒輪后輪將自行車后輪架起，轉(zhuǎn)動腳踏板，注意觀察：大、小兩個齒輪邊緣上的點，哪個運動得更快些？同一個齒輪上到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點，哪個運動得更快些？你能說出判斷運動快慢的依據(jù)嗎？新課講解問題觀察下圖幾個常見的運動，它們具有什么共同特點？摩天輪的運動旋轉(zhuǎn)木馬的運動蕩秋千質(zhì)點的運動軌跡是圓或圓的一部分的運動叫做圓周運動。觀察兩小球，發(fā)現(xiàn)均做圓周運動，怎么比較它們運動的快慢呢？問題比較物體在一段時間內(nèi)通過的圓弧的長短比較物體在一段時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時間比較物體在一段時間內(nèi)通過的圓弧長短

一、線速度(1)意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢.(2)定義：質(zhì)點通過的弧長Δs與所用時間Δt的比值叫做線速度(3)大小:Δs是弧長并非位移當(dāng)Δt趨近零時,弧長Δl就等于物體的位移,v就是瞬時速度.單位：m/sBA?s?t1、線速度的概念思考：圓周運動是一種曲線運動，曲線運動速度方向如何，你能進(jìn)一步總結(jié)一下圓周運動的線速度特點嗎？2、線速度的方向質(zhì)點在圓周某點的線速度方向沿圓周上該點的切線方向.與半徑垂直。3、勻速圓周運動如果物體沿著圓周運動，并且線速度的大小處處相等，這種運動叫作勻速圓周運動。問題思考：勻速圓周運動中的“勻速”指速度不變嗎？盡管做勻速圓周運動的物體在各個時刻的線速度大小相等，但線速度的方向是不斷變化的勻速圓周運動是變速運動！速率不變vvvo問題1.在赤道A點的人和在北緯60°上B點的人隨地球轉(zhuǎn)動一周的時間相等嗎？2.他們繞軸心轉(zhuǎn)動快慢的關(guān)系？只能線速度描述圓周運動能全面說明問題嗎？A、B轉(zhuǎn)動一周，回到出發(fā)點的時間相等，都是24小時。他們繞軸心轉(zhuǎn)動的快慢是一樣的。只用線速度描述圓周運動不能全面說明問題。思考二、角速度（1）意義：描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢（2）定義：質(zhì)點所在的半徑轉(zhuǎn)過的角度Δθ和所用時間Δt的比值叫做角速度國際單位用弧度制ＯθAB（4）單位：弧度每秒，符號為_______.rad/s1、角速度的概念（3）定義式：國際單位用弧度制(5)弧度制：用弧長與半徑的比值表示角的大小rl==半徑弧長q說明：勻速圓周運動是角速度不變的運動。(即勻速圓周運動的線速度大小和角速度均不變)三、周期、頻率和轉(zhuǎn)速周期頻率轉(zhuǎn)速定義符號單位物理意義關(guān)系做勻速圓周運動的物體在單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)nr/s或r/min描述物體做勻速圓周運動的快慢做勻速圓周運動的物體轉(zhuǎn)動一周所用的時間TfsHz或s-1做勻速圓周運動的物體在單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)當(dāng)轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)/秒（r/s）時：四、描述圓周運動各量的關(guān)系1.線速度與角速度的關(guān)系ω你還有其他推導(dǎo)線速度和角速度關(guān)系的方法嗎？設(shè)物體做半徑為r的圓周運動，在Δt內(nèi)通過的弧長為Δl

，弧對應(yīng)的圓心角為Δθ。當(dāng)Δθ以弧度為單位時，思考?l

Δθrv

===ωrΔtΔsΔtrΔθ2.圓周運動運動快慢的描述物理量的關(guān)系:勻速圓周運動除了線速度大小不變，還有哪些物理量不變？角速度ω

不變、周期不變思考四、描述圓周運動各量的關(guān)系3.“傳動”裝置（1）“同軸（共軸）”傳動同一輪上各點的角速度相同自行車鋼條上離圓心不同遠(yuǎn)近的質(zhì)點－角速度相等四、描述圓周運動各量的關(guān)系oABCORθR'O'3.“傳動”裝置（1）“同軸（共軸）”傳動四、描述圓周運動各量的關(guān)系“同軸”轉(zhuǎn)動的物體具有：相同的ω、T、n3.“傳動”裝置四、描述圓周運動各量的關(guān)系（2）齒輪傳動“齒輪傳動”中：邊緣點線速等相同時間里，兩輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等（3）靜摩擦傳動“靜摩擦傳動”中：邊緣點線速等經(jīng)典例題例題1一個小孩坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓周的半徑為4.0m。當(dāng)他的線速度為2.0m/s時，他做勻速圓周運動的角速度是多少？周期是多少？分析：已知小孩做勻速圓周運動的半徑和線速度，可以根據(jù)線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，求出他做勻速圓周運動的角速度和周期。例題1一個小孩坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓周的半徑為4.0m。當(dāng)他的線速度為2.0m/s時，他做勻速圓周運動的角速度是多少？周期是多少？例題2.關(guān)于角速度和線速度，下列說法正確的是（）A.半徑一定時，角速度與線速度成正比B.半徑一定時，角速度與線速度成反比C.線速度一定時，角速度與半徑成正比D.角速度一定時，線速度與半徑成反比解析：根據(jù)v=ωr可知，半徑一定時，角速度與線速度成正比；線速度一定時，角速度與半徑成反比；角速度一定時，線速度與半徑成正比?！裘枋鰣A周運動的各物理量之間的關(guān)系A(chǔ)例題3

如圖所示，半徑為R的圓盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動，在其正上方高h(yuǎn)處沿OB方向水平拋出一小球，不計空氣阻力，重力加速度為g，要使球與盤只碰一次，且落點為B，B為圓盤邊緣上的點，求小球的初速度v的大小及圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω.θ＝n·2π(n＝1,2,3…)又因為θ＝ωt當(dāng)堂檢測1.

一戶外健身器材如圖所示。當(dāng)器材上輪子轉(zhuǎn)動時，輪子上A、B兩點的（）A.轉(zhuǎn)速nB>nA B.周期TB>TAC.線速度vB>vA D.角速度ωB>ωA2．圖示是某自行車的部分傳動裝置，其大齒輪、小齒輪、后輪的半徑分別為R1、R2、R3，A、B、C分別是三個輪子邊緣上的點。當(dāng)三個輪子在大齒輪的帶動下一起轉(zhuǎn)動時，下列說法中正確的是()A.A、B兩點的角速度大小之比為R2：R1B.A、C兩點的周期之比為R2：R1C.B、C兩點的線速度大小之比為R2：R3D.B、C兩點的線速度大小之比為R22：R323.如圖所示，夜晚電風(fēng)扇在閃光燈下運轉(zhuǎn)，閃光燈每秒閃30次，風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸O上裝有3個扇葉，它們互成120°角，當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時，觀察者感覺扇葉不動，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不可能是（）A.600r/min B.900r/minC.1200r/min D.3000r/min

4．一個2kg的鋼球做勻速圓周運動，線速度是62.8m/s，又已知半徑是20米，試求物體做圓周運動的：（1）角速度的大小；（2）周期的大小；（3）向心力大小．①物理