新教材同步系列2024春高中物理第六章圓周運動1圓周運動課件新人教版必修第二冊

第六章圓周運動①物理觀念：會用線速度、角速度、周期描述圓周運動，知道向心加速度的內(nèi)涵，能分析勻速圓周運動的向心力；能用向心力及向心加速度等解釋生產(chǎn)、生活中的離心現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因．具有與勻速圓周運動相關(guān)的運動與相互作用的觀念．②科學(xué)思維：能基于熟悉情境建構(gòu)勻速圓周運動模型解決問題；能對常見的勻速圓周運動進行分析推理，獲得結(jié)論；能用與勻速圓周運動相關(guān)的證據(jù)說明結(jié)論并做出解釋；能從不同角度分析解決勻速圓周運動問題．③科學(xué)探究：能完成“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”等物理實驗．能分析物理現(xiàn)象，提出可探究的物理問題；能在他人幫助下采用控制變量的方法設(shè)計相關(guān)的探究方案，解決問題；能通過向心力演示儀等器材獲得證據(jù)；能分析歸納實驗信息、形成與實驗?zāi)康南嚓P(guān)的結(jié)論，做出解釋；能撰寫比較完整的實驗報告，在報告中能呈現(xiàn)設(shè)計的實驗步驟、實驗表格、分析過程及實驗結(jié)論，能根據(jù)實驗報告進行交流．④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對向心力大小影響因素的探究，認識到物理學(xué)研究依賴于實驗器材的改進與創(chuàng)新；有主動將所學(xué)知識應(yīng)用于日常生活的意識，能在合作中堅持自己的觀點，也能尊重他人；能體會物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用對日常生活的影響．本章重點①描述圓周運動的物理量；②向心力與向心加速度；③生活中的圓周運動問題．本章難點①向心力來源分析；②豎直平面內(nèi)的圓周運動；③圓周運動中的臨界問題；④生活中離心運動的分析．1圓周運動學(xué)習(xí)目標學(xué)法指導(dǎo)1.知道圓周運動與勻速圓周運動的區(qū)別2．知道線速度的物理意義、定義式，知道勻速圓周運動線速度的特點3．掌握線速度、角速度、轉(zhuǎn)速、周期間的關(guān)系1.通過實例，初步認識圓周運動2．通過研究勻速圓周運動，拓展對運動多樣性的認識知識導(dǎo)圖課前·

自主預(yù)習(xí)1．線速度(1)定義：物體做圓周運動通過的________與所用________的比值，v＝______．(2)意義：描述做圓周運動的物體________的快慢．(3)方向：物體做圓周運動時該點的______方向．2．勻速圓周運動(1)定義：物體沿著圓周運動，并且線速度的大小____________．(2)性質(zhì)：線速度的方向是時刻________的，所以是一種________運動．線速度弧長時間運動切線處處相等變化變速【答案】不是，速度方向不斷變化．Δs表示通過的弧長，不是位移．但當(dāng)Δt→0時，Δs等于物體在Δt內(nèi)的位移Δl的大?。?．角速度(1)定義：做圓周運動的物體，半徑轉(zhuǎn)過的________與所用________的比值．(2)定義式：ω＝_______．(3)單位：____________，符號為________．(4)物理意義：描述做圓周運動的物體繞圓心______快慢的物理量．角速度、周期和轉(zhuǎn)速角度時間弧度每秒rad/s轉(zhuǎn)動2．周期做勻速圓周運動的物體，運動______所用的時間，用T表示，單位與______單位相同．3．轉(zhuǎn)速物體轉(zhuǎn)動的________與所用時間之比，常用符號n表示．單位為轉(zhuǎn)每秒(r/s)或轉(zhuǎn)每分(r/min).一周時間圈數(shù)(多選)下列關(guān)于勻速圓周運動的說法正確的是 (

)A．勻速圓周運動是勻速運動B．勻速圓周運動是變速運動C．勻速圓周運動的線速度不變D．勻速圓周運動的角速度不變【答案】BD【解析】勻速圓周運動的線速度大小不變，方向時刻改變，故A、C錯誤，B正確；勻速圓周運動中角速度是不變的，故D正確．線速度與角速度的關(guān)系自行車大齒輪和小齒輪是鏈條傳動，兩齒輪轉(zhuǎn)動的角速度是否相同？【答案】不相同．因為線速度大小相同，但半徑不同，故角速度不同．課堂·

重難探究1．線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速都是用來描述質(zhì)點做圓周運動快慢的，但它們描述的角度不同．(1)線速度v描述質(zhì)點運動的快慢．(2)角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n描述質(zhì)點轉(zhuǎn)動的快慢．描述圓周運動的物理量2．圓周運動中的各物理量3．線速度與角速度的關(guān)系式v＝ωr(1)公式中各量間的關(guān)系：①當(dāng)半徑r一定時，線速度v與角速度ω成正比．②當(dāng)角速度ω一定時，線速度v與半徑r成正比．③當(dāng)線速度v一定時，角速度ω與半徑r成反比．(2)各量之間的關(guān)系對應(yīng)圖像如圖所示．例1

(2023年肇慶一中期中)如圖是一種叫“指尖陀螺”的玩具．當(dāng)將陀螺繞位于中心A的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，陀螺上的B、C兩點的周期(TB和TC)、角速度(ωB和ωC)、線速度(vB和vC)的關(guān)系正確的是 (

)A．TB＝TC，vB>vCB．TB＝TC，vB<vCC．ωB＝ωC，vB＝vCD．ωB＝ωC，vB>vC【答案】B【解析】由于是共軸轉(zhuǎn)動，所以B、C兩點的角速度相等，則有ωB＝ωC，則轉(zhuǎn)動周期相等，即TB＝TC，由于C的半徑大于B的半徑，所以根據(jù)v＝rω，知C的線速度大于B的線速度，即vB<vC

，B正確，A、C、D錯誤．變式1

(2023年廣州期末)如圖所示為自行車皮帶傳動裝置，主動輪O1上兩輪的半徑分別為3r和r，從動輪O2的半徑為2r，A、B、C分別為輪緣上的三點，設(shè)皮帶不打滑，則A、B、C三點 (

)A．加速度之比aA∶aB∶aC＝6∶2∶1B．線速度之比vA∶vB∶vC＝3∶2∶2C．角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝1∶1∶2D．加速度之比aA∶aB∶aC＝3∶2∶1【答案】A【解析】B點和C點具有相同大小的線速度，根據(jù)v＝ωr，知B、C兩點的角速度之比等于半徑之反比，所以ωB∶ωC＝rC∶rB＝2∶1，而A點和B點具有相同的角速度，則得ωA∶ωB∶ωC＝2∶2∶1，C錯誤；根據(jù)v＝ωr，知A、B的線速度之比等于半徑之比，所以vA∶vB＝3∶1，B、C線速度相等，所以vA∶vB∶vC＝3∶1∶1，B錯誤；根據(jù)a＝ω2r＝ωv

得aA∶aB∶aC＝(vAωA)∶(vBωB)∶(vCωC)＝6∶2∶1，A正確，D錯誤．常見的傳動裝置例2

(2023年佛山實驗中學(xué)聯(lián)考)如圖是一種新概念自行車，它沒有鏈條，共有三個轉(zhuǎn)輪，A、B、C轉(zhuǎn)輪半徑依次減?。咰與輪A嚙合在一起，騎行者踩踏板使輪C轉(zhuǎn)動，輪C驅(qū)動輪A轉(zhuǎn)動，從而使得整個自行車沿路面前行．對于這種自行車，下面說法正確的是(

)A．轉(zhuǎn)輪A、B、C線速度vA、vB、vC之間的關(guān)系是vA>vB>vCB．轉(zhuǎn)輪A、B、C線速度vA、vB、vC之間的關(guān)系是vA＝vB>vCC．轉(zhuǎn)輪A、B、C角速度ωA、ωB、ωC之間的關(guān)系是ωA<ωB<ωCD．轉(zhuǎn)輪A、B、C角速度ωA、ωB、ωC之間的關(guān)系是ωA＝ωB>ω

C【答案】C變式2

(多選)(2023年中山期末)20世紀70年代我國農(nóng)村常用轆轤澆灌農(nóng)田，其模型圖如圖所示，細繩繞在半徑為r的輪軸上，繩的另一端懸掛一個水桶M，輪軸上均勻分布著6根手柄，柄端有6個質(zhì)量均勻的小球m.球離軸心的距離為R，輪軸、繩(極細)及手柄的質(zhì)量以及摩擦均不計．當(dāng)手柄勻速轉(zhuǎn)動n周把水桶提上來時，則

(

)【答案】BC核心素養(yǎng)應(yīng)用1．多解原因圓周運動問題多解的原因一般是由圓周運動的周期性引起的．2．問題特點一般是一個圓周運動和一個直線運動(或其他運動)相結(jié)合的題目．3．解題思路先求解一個周期的情況，再根據(jù)圓周運動的周期性，將時間改為nT，或?qū)⑥D(zhuǎn)過的角度改為2nπ，n的取值視情況而定．科學(xué)思維——圓周運動的多解問題例3

如圖所示為一個半徑為5m的圓盤，正繞其圓心做勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)圓盤邊緣上的一點A處在如圖所示位置的時候，在其圓心正上方20m的高度有一個小球正在向邊緣的A點以一定的速度水平拋出，g取10m/s2，不計空氣阻力，要使得小球正好落在A點，則 (

)A．小球平拋的初速度一定是2.5m/sB．小球平拋的初速度可能是2.5m/sC．圓盤轉(zhuǎn)動的角速度一定是πrad/sD．圓盤轉(zhuǎn)動的加速度可能是π2m/s2【答案】A例4如圖所示，一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤的直徑為d，飛鏢距圓盤的距離為L，且對準圓盤上邊緣的A點水平拋出，初速度為v0，飛鏢拋出的同時，圓盤繞盤中心O的水平軸勻速運動，角速度為ω.若飛鏢恰好擊中A點，重力加速度為g，則下列關(guān)系正確的是 (

)【答案】B小練·

隨堂鞏固【答案】D2．(2023年清遠期末)共享單車方便人們的出行，如圖所示，單車的大齒輪、小齒輪，后輪是相互關(guān)聯(lián)的三個轉(zhuǎn)動部分，其邊緣有三個點A、B、C，下列說法正確的是 (

)A．A、B兩點的角速度大小相等B．B、C兩點的線速度大小相等C．C點的線速度大于A點的線速度D．A點的周期小于B點的周期【答案】C3．(多選)如圖所示，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，它們之間相互的夾角為120°，當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時，觀察者感覺扇葉不動，則風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可能是 (

)A．600r/min B．900r/minC．1200r/min D．3000r/min【答案】ACD4．(2021年南山區(qū)名校月考)如圖所示，甲、乙、丙三個齒輪的半徑分別為r1、r2、r3.若甲齒輪的角速度為ω1，則丙齒輪的角速度為(

)【答案】A5．(多選)(2022年邯鄲學(xué)業(yè)考試)如圖所示為時鐘面板，當(dāng)時鐘正常工作時，關(guān)于時針、分針和秒針的轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是 (

)A．時針的角速度最大B．秒針的角速度最大C．分針尖端的線速度大于時針尖端的線速度D．時針、分針、秒針的轉(zhuǎn)動周期相等【答案】BC【解析】相同時間內(nèi)秒針轉(zhuǎn)過的角度最大，所以秒針的角速度最大，A錯誤，B正確；分針的角速度大于時針的角速度，又因為分針的長度大于時針，所以分針尖端的線速度大于時針尖端的線速度，C正確；時針、分針、秒針的轉(zhuǎn)動周期不相等，D錯誤．6．(2023年廣東名校質(zhì)檢)修正帶是學(xué)生常用的學(xué)習(xí)工具