6.1 圆周运动（教学课件）-【上好课】2022-2023学年高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

第六章 人教版 高中物理必修二 第1节 圆周运动 角速度 02 线速度 01 周期 03 总结提升 05 各物理量间的关系 04 CONTENTS 目录 熟悉的场景 圆周运动 在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫作圆周运动。 特征：质点的轨迹是圆周、具有周期性. 思考：自行车的轮盘、飞轮、后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些？ 问题与思考 如何描述圆周运动，圆周运动又会遵循哪些规律呢？让我们一起探索吧！ 你能说出判断运动快慢的依据吗？ 线速度 PART 01 比较方法： 1.比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 2.比较物体在一段时间内半径转过的角度 3.比较物体转过一圈所用时间 4.比较物体在一段时间内转过的圈数 慢 快 比较圆周运动的快慢 01 第一种比较方法就对应着描述圆周运动的一个重要概念——线速度。 1.物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 2.定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δs和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。 3.大小： 4.单位：m/s v = Δt Δs 5.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。 ΔS是弧长，不是位移 当Δt 很小很小时（趋近零），弧长ΔS就等于物体的位移，式中的v ，就是直线运动中学过的瞬时速度。 矢量 ∆S 一、线速度 线速度 02 v v v o 定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。 率 注意：匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。 加速度方向在变化 匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ 匀速圆周运动 03 问题与思考 04 自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑(如图)，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。 但同时也可注意到，由于两个齿轮的半径不同，相等时间内它们转过的角度不同。但在同一个轮上的所有点在相同时间内转过的角度却相同。我们该如何描述这种相同和不同呢？ 角速度 PART 02 1.物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。 2.定义:物体做圆周运动，连接物体和圆心的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 3.大小： 4.单位：rad/s (弧度/秒) ω= Δt Δ θ Δ θ Δθ采用弧度制 矢量：高中阶段不研究方向 一、线速度 角速度 5.弧度与角度 一、线速度 角速度 还有其他描述圆周运动快慢的方法吗？ 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 周 期 PART 03 定义 符号 单位 物理意义 关系 物体在单位时间（每秒或每分）转的圈数 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 物体在单位时间（每秒）转的圈数 T f s Hz或s-1 n = f = T 1 转速 周期 频率 周期、频率和转速 一物体做半径为 r 的匀速圆周运动，它在周期T内转过的弧长为多少？它的线速度为多少？它在一个周期T内转过的角度为多少？物体的角速度为多少？ 你能找出匀速圆周运动中的v与ω的关系吗？你还能推导出那些关系？ 算一算 各物理量间的关系 PART 04 ω f、n 匀速圆周运动特点： 线速度时刻改变，只是大小不变 角速度、周期、频率、转速不变 匀速圆周运动各物理量的关系 01 当ω一定时， v与r成正比 当v一定时，ω与r成反比 当r一定时， v与ω成正比 根据v＝ωr，能否得出速度v与角速度ω成正比的结论呢？ 误区警示 02 1.皮带传动——轮缘线速度相等 2.齿轮传动——轮缘线速度相等 特点：同一传动各轮边缘上线速度相同 传动装置线速度的关系 03 同一轮上各点的角速度相同 同一轮上各点角速度的关系 04 对自行车上三个轮转动的描述 C B A 1.A、B的线速度相同 2.B、C的角速度相同 3.B、C比A角速度大 4.C比A、B线速度大 学以致用 05 【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？ 教材例题 06 【解析】 当小孩的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度 他做匀速圆周运动的周期 当小孩的线速度为2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是0.5 rad/s，周期是 12.6 s。 教材例题 06 总结提升 PART 05 课堂小结 线速度 角速度 周期 关系 质点做圆周运动通过的弧长 Δs和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。 物体做圆周运动，连接物体和圆心的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 周期：T 频率：f 转速：n 【练习1】如图所示一种古老的舂米机．舂米时，