人教版(2019版)高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT(共25页)

高中物理 圆周运动
练习2：一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图9所示， 求环上M、N两点的： (1)线速度的大小之比；(2)角速度之比. 解析 M、N是同一环上的两点， 它们与环具有相同的角速度， 即ωM∶ωN＝1∶1，两点做圆周运动的半径之比 图9 rM∶rN＝sin 60°∶sin 30°＝ 3∶1， 故 vM∶vN＝ωMrM∶ωNrN＝ 3∶1. 答案 (1) 3∶1 (2)1∶1
动．这里的“匀速”实质上指的是“匀速率”而不是“匀速度”．
二、角速度和周期
图中A、B两个质点转一周的时间相同吗？
哪个绕圆心转动得快？ 答案 时间相同；一样快
只用线速度描述圆周运动能全面说明问题吗？ 同一个轮子
上 两质点线速度不同，角
速度相同
答案 不能全面说明问题．
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1．角速度： 半径转过的角度 Δφ 与所用时间Δt的比值，即 =
B =C
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1．(对匀速圆周运动的理解)关于匀速
解析
圆周运动，下列说法正确的是(ABD) 匀速率 A．匀速圆周运动是变速运动
速度大小不变， 但方向时刻发生变化
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
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1．同轴转动
角速度相同
如图所示，A点和B点在同轴的一个圆盘上，当圆盘转动时，
A点和B点沿着不同半径的圆周运动，它们的半径分别为r和R.
此传动方式有什么特点，A、B两点的角速度、线速度有什么关系？
答案 同轴传动的物体上各点： 角速度相同，即ωA＝ωB.
线速度关系：
vA = r vB R
四、同轴转动和皮带传动
r R
、TA = TB
R r
.
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考点1：圆周运动的各物理量的关系
高中物理 圆周运动
例1 做匀速圆周运动的物体， 解析 （1）依据线速度的定义式可得
10 s内沿半径为20 m的圆周运动 100 m，试求物体做匀速圆周运
v = Δs = 100 = 10m/s Δt 10
等于单位时间内通过的弧长
(1)定义式：v＝ΔΔst 如果Δt取的足够小，v就为瞬时线速度．此时Δs的方向就与半径垂直， 即沿该点的切线方向．
(2)线速度的方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的_切__线_方向
(3)物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢．
2．匀速圆周运动的特点
(1)线速度的大小 处处相等 ． (2)由于匀速圆周运动的线速度方向时刻在改变，所以它是一种变速运
高中物理 圆周运动
相同时间经过 2．皮带(齿轮)传动 的路程相同
(2)齿轮运动
如图所示，A点和B点分别是两个齿轮边缘上的点，两个齿轮的轮齿啮
合．两个齿轮在同一时间内转过的齿数相等，但它们的转动方向恰好相
反，即当A顺时针转动时，B逆时针转动．r1、r2分别表示两齿轮的半径，
请分析A、B两点的v、ω的关系，与皮带传动进行对比，你有什么发现？
Δ
(如图所示)．国际单位：弧度每秒 ，符号 rad/s . Δt
2．转速与周期
高中物理 圆周运动
(1)转速n：做圆周运动的物体单位时间所转过的 圈数 ，常用符号n表示．
(2)周期T：做匀速圆周运动的物体，转过 一周 所用的时间叫做周
期，用符号T表示．
(3)转速与周期的关系：若转速的单位是转每秒(r/s)，则转速与周
动时：
（2）依据角速度和线速度的关系
(1)线速度的大小； v = r
(2)角速度的大小；
(3)周期的大小． ω＝2Tπ
= v = 10 = 0.5 rad/s
r 20
（3）依据角速度和周期的关系
T＝2ωπ＝4π s
考点2：同轴转动与皮带传动问题 高中物理 圆周运动
例2 自行车的大齿轮、小齿轮、后 解析
第4讲 圆周运动
1.本讲概述 2.知识讲解 3.例题精析 4.课堂运用 5.课堂小结
高中物理 圆周运动
高中物理 圆周运动
知识点 教学目标 教学重点 教学难点
1.匀速圆周运动及其描述；2.三种传动模式的特点；3.向心加速度；
4.向心力及其来源分析；5.生活中的圆周运动；6.离心运动和近心运动。
1. 理解线速度、角速度、周期、转速、向心加速度、向心力的概念； 2. 理解线速度、角速度、周期之间的关系； 3. 理解并掌握三种传动方式的特点； 4. 掌握向心加速度、向心力的公式及其相关计算； 5. 知道离心运动的条件、应用和危害； 6. 能够分析生活中圆周运动问题的向心力的来源。 理解线速度、角速度、周期、频率和转速之间的关系，掌握向心加速度和向心力公
定相等
解析 3．(传动问题)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( A )
A.1r1 B.
r3
1r3
r1
C.
1r3
r2
D.
1r1
r2
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线速度v相同
1r1 =3r3
Þ
3
=
1r1
r3
答案
(2)线速度、角速度的关系为vA＝vB，AB
=
r2 r1
各量关 系相同
1．同轴转动：
Compare
(1)角速度(周期)的关系：ωA ＝ ωB，TA ＝ TB.
(2)线速度的关系：
vA vB
=
r R
2．皮带（齿轮）传动：
(1)线速度的关系：vA_＝__vB
(2)角速度(周期)的关系： A = B
速度的方向时 刻变化
vA vA vB
(2)A、B两点在相同的时间内哪个沿圆弧运动的轨迹长？哪个运动得快？
答案 B轨迹长，B运动得快．
B经过的圆弧长，运动 得快
(3)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等，B做匀速运动吗？
答案 不是；B做速率不变的运动．
速度的大小、方向均不变
高中物理 圆周运动
1．线速度
2．(圆周运动的各物理量的关系)下 解析 列关于甲、乙两个做匀速圆周运动
的物体的有关说法中，正确的是
( C)
A．若它们的线速度相等，则角速度
v v＝ωr ω
T 一定相等
B．若它们的角速度相等，则线速度 一定相等
ω＝2Tπ
ω v＝ωr＝2Tπr
v
C．若它们的周期相等，则角速度一
定相等
D．若它们的周期相等，则线速度一
式，并可以灵活应用进行解题。
向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用；具体问题中向心力的
来源；关于对临界问题的讨论和分析。
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一、线速度
如图所示为自行车的车轮，A、B为辐条上的两点，当
它们随轮一起转动时，回答下列问题：
(1)A、B两点的运动方向如何？ 答案 沿各自圆周的切线方向
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4．(圆周运动各物理量间的关系) 解 析 如 图 所 示 ，
A、B两点的角速 地球半径R＝6 400 km，站在赤道 度相同: 上的人和站在北纬60°上的人随 A = B
60°
地球转动的角速度分别是多大？
他们的线速度分别是多大？ 隐含条件：自转 周期为24 h
= 2 = 2´ 3.14 rad / s
解析 A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边缘的 线速度大小相等，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两 轮的角速度相等. a、b比较：va＝vb 由v＝ωr得：ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2 b、c比较：ωb＝ωc
由v＝ωr得：vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2 所以ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2 va∶vb∶vc＝1∶1∶2 故A、D正确. 答案 AD
期的关系为
T
=
1 n.
三、描述圆周运动的各物理量之间的关系
1．线速度与周期的关系：v = 2 r T
2．角速度与周期的关系：
=
2
T
3．线速度与角速度的关系：v＝ ωr .
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四、同轴转动和皮带传动
高中物理 圆周运动
请同学们分析下列三种传动方式的特点，并回答有关问题．
高中物理 圆周运动
练习1：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＝rC＝2rB.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.线速度之比为1∶2∶2 D.线速度之比为1∶1∶2
T 24´ 3600 ＝7.3´ 10－5 rad / s 则由v＝ωr可得： vA＝ωARA＝467.2 m/s
RB＝Rcos 60° vB＝ωBRB＝233.6 m/s
五、课堂小结
高中物理 圆周运动
线速度v：
方向： 圆周上该点的切线方向 大小：v＝ΔΔst （△s是△t时间内通过的弧长）
物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢
圆
方向：中学阶段不研究
周 角速度ω： 大小：ω＝ΔΔφt ，国际单位是rad/s
运
物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢
动
周期T： 质点沿圆周运动一周所用的时间，国际单位是s 转速n： 质点单位时间内转过的圈数，单位为转每秒(r/s)或转
每分(r/min)
v、ω、T、n
之间的关系： ω＝2Tπ＝2πn，v＝2Tπr＝2πrn，v＝ωr
链条传动
轮的半径不一样，它们的边缘有三个