高中物理第六章圆周运动第一节圆周运动课件新人教版必修2(共43张ppt)

〔内 容 提 要〕
本章是曲线运动的延续，主要讲述了最简单的匀速圆周运动及
本 其规律。
章
素
本章内容可分为三个单元：
养 概
第一单元(第1节)：讲述了圆周运动的基本物理量——线速度、角
述 速度、周期及其关系。
第二单元(第2节～第3节)：探究了物体做圆周运动的条件，学
习了向心力与向心加速度。
第三单元(第4节)：用圆周运动的知识分析了火车转弯、汽车过
探究 二
常见的三种传动装置及其特点
情境导入
如图为一辆自行车传动装置的结构图，观察自行车是怎样用链条传 动来驱动后轮前进的，请思考：
(1)同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度、角速度是否相同？ (2)两个齿轮相比较，其边缘的线速度大小是否相同？角速度是否相 同，转速是否相同？ 提示：(1)线速度不同，角速度相同。 (2)线速度大小相同，角速度不同，转速不同。
养 概
正确进行受力分析并选择合适的圆周运动公式是解决问题的关键，
述 明确圆心和半径也是解题的一个关键环节。
3．对竖直平面内的圆周运动，要明确是“轻绳模型”还是“轻
杆模型”，不同的模型所对应的临界条件是不同的，解题时要引起
注意。
第一节 圆周运动
目标体系构建
【学习目标】 1．知道线速度、角速度、周期、转速等概念。 2．掌握线速度、角速度的定义式和它们之间的关系式。 3．会用描述匀速圆周运动的物理量分析问题。
相同
相同
相反
规律
角速度与半径成反 角速度与半径成反
线速度与半径成正 比：vvAB＝Rr
比：ωωAB＝Rr 。周期与半 径成正比：TTAB＝Rr
比
：
ωωAB＝
r2 r1
。周
期
与
半径成正比：TTAB＝rr12
特别提醒 在处理传动装置中各物理量间的关系时，关键是确定其相同的量(线
速度或角速度)，再由描述圆周运动的各物理量间的关系，确定其他各量 间的关系。
解析：A、B 两人随地球自转，做圆周运动的周期相同，均等于地球 自转的周期，但两人做圆周运动的圆周、圆心的位置及轨道半径不同。
A、B 两人的角速度相等，均等于地球的自转角速度。 ωA＝ωB＝2Tπ＝24×23π 600 rad/s＝7.3×10－5 rad/s 由 v＝rω 得 vA＝RAωA＝RωA＝6.4×106×7.3×10－5m/s＝467.2 m/s vB ＝ RBωB ＝ Rcos60°ωB ＝ 6.4×106×cos60°×7.3×10 － 5m/s ＝ 233.6 m/s 答案：ωA＝ωB＝7.3×10－5rad/s vA＝467.2 m/s vB＝233.6 m/s
3．定义式：ω＝ΔΔθt 。 4．单位：在国际单位制中，角速度的单位是__弧__度__每__秒____，符号： _____r_a_d_/_s_____。 5．匀速圆周运动角速度特点：角速度___不__变___。
知识点 3 周期 1．周期 (1)定义：做匀速圆周运动的物体，运动___一__周___所用的时间。 (2)符号：用T表示。 (3)单位：国际单位制中，周期的单位是__秒____，符号：__s____。
3．匀速圆周运动：线速度___大__小___处处相等的圆周运动。因线速度 的方向在时刻变化，故匀速圆周运动是一种__变__速____运动。
知识点 2 角速度 1．物理意义：描述做圆周运动的物体绕圆心___转__动___的快慢。 2．定义：半径转过的___角__度__Δ_θ____与所用时间 Δt 之比。
解析：齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度大小相等，故vA＝ vB，因为半径关系为rA>rB，根据公式v＝ωr可知，A的角速度小于B的角 速度，即ωA＜ωB; B与C是同轴传动，角速度相等，即ωC＝ωB，所以角速 度关系为：ωA＜ωB＝ωC，故C正确，D错误；B、C两轮角速度相等。根 据公式v＝ωr可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大，即vC＜ vB，结合以上可得：vC＜vB＝vA，故A正确，B错误。
要点提炼
三种传动装置及其特点
同轴传动
皮带传动
齿轮传动
A、B 两点在同轴 两 个 轮 子 用 皮 带 连 两个齿轮轮齿啮合，
的一个圆盘上
接，A、B 两点分别是 A、B 两点分别是两个
装置
两个轮子边缘的点 齿轮边缘上的点
同轴传动
皮带传动
齿轮传动
特点 角速度、周期相同 线速度大小相同
线速度大小相同
转动 方向
解析：左、右两轮通过皮带传动，在皮带不打滑的前提下，a、c两
点的线速度大小相等，b、c、d三点的角速度大小相等，即va＝vc，ωb＝ ωc＝ωd
由v＝rω可得：vb＝rω，vc＝2rω，vd＝4rω 显然vd>vc>vb，则vd>va>vb 又va＝rωa，vb＝rωb， 则ωa>ωb，A、B、D三项错误，C项正确。
D．小球在相邻影像间运动时间间隔相等，最高点与最低点运动一样
快
解析：由所给频闪照片可知，在最高点附近，像间弧长较小，表明 最高点附近的线速度较小，运动较慢；在最低点附近，像间弧长较大， 对应相同时间内通过的圆心角较大，故角速度较大，运动较快，A、B、 C选项正确，D选项不正确。
『想一想』 拍苍蝇与物理有关。市场上出售的蝇拍(如 图 所 示 ) 把 长 约 30 cm ， 拍 头 长 12 cm 、 宽 10 cm，这种拍的使用效果往往不好，拍未到，蝇 已飞。有人将拍把增长到60 cm，结果是打一个 准一个，你能解释其原因吗？ 答案：苍蝇的反应很灵敏，只有拍头的速度足够大时才能击中，而 人转动手腕的角速度是有限的。由v＝ωr知，当增大转动半径(即拍把长) 时，如由30 cm增大到60 cm，则拍头速度增大为原来的2倍，此时，苍蝇 就难以逃生了。
2．转速 (1)物理意义：描述物体做圆周运动的___快__慢___。 (2)定义：物体转动的___圈__数___与所用时间之比。 (3)符号：用n表示。 (4)单位：转每秒(r/s)，或转每分(r/min)。
知识点 4 线速度与角速度的关系
(1)关系推导：由 v＝ΔΔst，ω＝ΔΔθt ，Δθ＝Δrs，可得：v＝___ω__r___。 (2) 在 圆 周 运 动 中 ， 线 速 度 的 大 小 等 于 角 速 度 的 大 小 与 半 径 的 __乘__积____。
对点训练
2．(多选)明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画
(如图所示)，记录了我们祖先的劳动智慧，若A、B、C三齿轮半径的大小
关系如图(rA>rB>rC)，则 A．线速度vA＝vB>vC B．线速度vA< vB＝ vC C．角速度ωA<ωB＝ωC D．角速度ωA＝ωB >ωC
( AC )
课内互动探究
探究 一
情境导入
描述圆周运动的物理量及其关系
月球绕地球运动，地球绕太阳运动，这两个运动都可看成是圆周运 动，怎样比较这两个圆周运动的快慢？请看下面地球和月球的“对 话”。
地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1 s要走29.79 km，你绕 我运动1 s才走1.02 km。
月球说：不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3天就能绕 你转一圈，到底谁转得慢？请问：地球说得对，还是月球说得对？
第六章
圆周运动
〔情 境 导 入〕
上一章我们学习了曲线运动，这一章我们再学习一种特殊的曲
本 章
线运动——圆周运动。
素
圆周运动是我们日常生活中常见的一种运动形式，如地球环绕
养 概
么特点？我们如何研究圆周运动的规律？
这一章我们就来探究这些问题。
预习自测
『判一判』 (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)物体运动的周期越短，转动得就越快。 (4)做匀速圆周运动的物体，其线速度不变。 (5)做匀速圆周运动的物体，其角速度不变。 (6)做匀速圆周运动的物体，转速越大，角速度越大。
(×) (×) (√) (×) (√) (√)
2．匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、频率、转速的比较
项目 内容
大小
国际单位 (符号)
各物理量 在图中示意
联系
线速度 角速度
频率 周期
v＝ΔΔlt＝
AB Δt
ω＝ΔΔφt
f＝T1
T＝2ωπ＝2vπr
米每秒(m/s) 弧度每秒 (rad/s) 赫兹(Hz)
秒(s)
都是描述匀速
圆周运动快慢
的物理量，v
『选一选』
(多选)某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验
研究，并给运动小球拍了频闪照片，如图所示(小球相
邻影像间的时间间隔相等)，小球在最高点和最低点的
运动快慢比较，下列说法中正确的是
( ABC )
A．该小球所做的运动不是匀速圆周运动
B．最高点附近小球相邻影像间弧长短，线速度小，运动较慢
C．最低点附近小球相邻影像间圆心角大，角速度大，运动较快
提示：地球和月球说的均是片面的，它们选择描述圆周运动快慢的 标准不同。严格来说地球绕太阳运动的线速度比月球绕地球运动的线速 度大，而月球绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角度速度大。
要点提炼
1．匀速圆周运动的特点 (1)“变”与“不变” 描述匀速圆周运动的四个物理量中，角速度、周期和转速恒定不 变，线速度是变化的。 (2)性质 匀速圆周运动中的“匀速”不同于匀速直线运动中的“匀速”，这 里的“匀速”是“匀速率”的意思，匀速圆周运动是变速运动。
【思维脉络】
课前预习反馈
知识点 1 线速度 1．圆周运动：运动轨迹为___圆__周___或一段__圆__弧____的机械运动。
2．线速度 (1)定义：物体运动的___弧__长__Δ_s____与时间Δt之比。