6.1 圆周运动 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六章 第一节 圆周运动 观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？ 摩天轮的运动 旋转木马的运动 表针的运动 地球的运动 圆周运动 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做圆周运动。 问题探究： Q:两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？ 比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 比较物体在一段时间内半径转过的角度 比较物体转过一圈所用时间 比较物体在一段时间内转过的圈数 一、线速度 1.定义：质点做圆周运动通过的弧长 和所用时间的比值叫做线速度的大小。 2.定义式： 单位： 4.方向： 沿圆周在该点的切线方向上，与半径垂直。 矢量！ 3.理解: 足够小，； ΔL 瞬时速度 v 可见：尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化的 ②匀速圆周运动是变速运动！ v v o 5.匀速圆周运动 思考：匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ ①定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。 6 6 Q1:在赤道A点的人和在北纬60°上B点的人随地球转动一周的时间相等吗？ Q2：他们绕轴心转动快慢的关系？只能线速度描述圆周运动能全面说明问题吗？ A、B转动一周，回到出发点的时间相等，都是24小时。 他们绕轴心转动的快慢是一样的。只用线速度描述圆周运动不能全面说明问题。 问题探究： 二、角速度 1.定义：质点所在的半径转过的角度和所用时间的比值 2.定义式： 4.单位： 3.理解：描述圆周运动转动快慢的物理量，角速度越大，转动的越快。 5.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 （采用弧度制） 或 8 8 三、周期和频率 1.周期（）：圆周运动的物体运动一周所需的时间。 2.频率（）：单位时间内完成圆周运动的圈数。 3.二者关系： 4.转速（）：单位时间内转过的圈数 单位：赫兹（） 单位：秒（s） 单位：转/秒（），转/分（） 四、线速度与角速度的关系 如图，绳拉小球做匀速圆周运动，转动的周期为T，绳长为r，求小球的角速度、线速度。 课堂练习 例1.钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_______ 若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是_______ 1:12:720 150 m/s p 某电钟上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 ＝1：2，求： A：秒针、分针转动的角速度之比是__________ B：秒针、分针尖端的线速度之比是__________ 30：1 60：1 五、几种常见传动装置及其特点 1.传动装置的特点 a.皮带传动－线速度相等 b.齿轮传动－线速度相等 结论：同一传动各轮边缘上线速度相同 Q:同一传动各轮边缘上点哪个物理量相等？ 2.同轴转动的物体的特点 结论：同轴转动的物体上各点的角速度相同 Q:同轴转动的物体各点哪个物理量相等？ 课堂练习 1.半径为r和R的圆柱体靠摩擦传动，已知R＝2r，A、B分别在小圆柱与大圆柱的边缘上，O2C＝r，如图，若两圆柱之间没有打滑现象，则vA∶vB∶vC ＝ ，ωA∶ωB∶ωC＝ ． 2.如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比。 3.已知地球半径为6400km，则地球自转过程中，赤道上物体的线速度是多少？角速度是多少？北纬60°上物体的线速度是多少？角速度是多少？ O R R r 例2：如图所示，直径为d的纸制圆筒，使它以角速度ω绕轴O匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔，已知aO、bO夹角为φ，求子弹的速度。 若把原题中的“在圆筒旋转不到半周时”去掉，子弹的速度又如何? 六、圆周运动的周期性问题 4.如图所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球，不计空气阻力，重力加速度为g，要使球与盘只碰一次，且落点为B，求小球的初速度及圆盘转动的角速度ω的大小. $