6.1圆周运动-2023-2024学年高一物理同步精讲课件（人教版2019必修第二册）

6.1 圆周运动 圆周运动 描述圆周运动的物理量 线速度与角速度的关系 圆周运动的实例分析 目录 CONTENTS 1 2 4 3 一、圆周运动 1. 定义：运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动。 2. 性质： 圆周运动为曲线运动，因此一定是变速运动。 二、描述圆周运动的物理量量 1、 线速度（v） （1）定义：做圆周运动的物体，通过的弧长Δs和所用时间Δt之比，反应了物体在A点附近运动的快慢，如果Δt非常非常小， 就可以表示物体在A点时运动的快慢，通常把它称为线速度的大小。 ∆t ∆s A B A B O O （3）定义式： （2）物理意义：线速度是描述质点沿圆弧运动快慢的物理量。 （4）单位：米每秒（m/s） O A B 当Δt趋近零时，弧长Δs就等于物体的位移 （5）矢量性：线速度方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。 物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动。 匀速圆周运动 速率不变 线速度方向时刻发生变化 v v ∆s ∆s O 匀速圆周运动是变速运动 大齿轮 小齿轮 B A ∆s ∆s 自行车的齿轮与链条 思考： 大、小齿轮边缘上的A、B两点线速度大小相等，但两点做圆周运动的快慢有不同之处吗？ 比较：A、B两点的线速度 O O‘ 2、 角速度（ω） （2）表达式： （3）物理意义：描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢的物理量。 A B O （1）定义：物体在Δt时间内由A运动到B，半径OA在这段时间内转过的角Δθ与所用时间Δt之比叫作角速度。 二、描述圆周运动的物理量量 通常把“弧度”或“rad”略去不写，所以角速度的单位可以写为s-1 （5）圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述即：Δθ＝Δs/r，这个比值是没有单位的，为了描述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就是弧度。 （4）单位：弧度每秒（rad/s） （6）匀速圆周运动是角速度不变的运动：由于匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，物体在相等时间内通过的弧长相等，所以物体在相等时间内转过的角度也相等。 大齿轮 小齿轮 B A 比较：A、B的角速度 O O‘ 周期（ T ） （1）定义：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫作周期。 （2）物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。周期越大，物体转动得越慢。 （3）单位：秒（s） （4）标量。 3、周期、转速和频率 匀速圆周运动： 周期、转速均不变 二、描述圆周运动的物理量量 转速（ n ） （1）定义：物体转动的圈数与所用时间之比。 （2）物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。转速越大，物体转动得越快。 （3）单位：转每秒（r/s）或转每分（r/min） （4）标量。 频率（f) 周期的倒数叫频率，用f表示，单位HZ。 f = T 1 表示一秒内转过的圈数，频率越高表明物体运转得越快。 三、线速度、角速度、周期与转速的关系： 设物体做圆周运动的半径为r，由A运动到B的时间为Δt，AB弧的弧长为Δs，AB弧对应的圆心角为Δθ。 r O Δ θ Δs O A B Δt r 四 、圆周运动的实例分析： 1、同缘传动（相等时间里转过的弧长相等）： 两轮同向转动 两轮反向转动 O O O' O' 各轮边缘上的点线速度大小相等 ⸫v一定时，ω与r成反比 实例1：啮合传动同向转动 实例2：摩擦传动同向转动 实例3：啮合传动反向转动 实例4：摩擦传动反向转动 O O O O' O O' A D ω一定时， v与r成正比 O Δθ 2、同轴传动（物体上的各点一起绕固定轴转动，各点角速度相等）： 练一练： C A．P、Q的线速度相同 B．玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反 C．P点的线速度大小约为1.6 m/s D．摇把的转速约为400 r/min 练一练： 例3 (多选)如图4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.线速度大小之比为1∶2∶2 D.线速度大小之比为1∶1∶2 练一练： 传动问题综合 AD 例3-1 如图所示，主动轮M通过皮带带动从动轮N做匀速转动，a是M轮上距轴O1的距离等于M轮半径一半的点，b、c分别是N轮和M轮轮缘上的点，已知在皮带不打滑的情况下，N轮的转速是M轮的3倍，则（　　） A．a、b两点的角速度之比为3：1 B．a、b两点的线速度之比为1：2 C．b、c两点的周期之比为1：3 D．a、c两点的线速度之比为1：3 练一练： BC 常见的传动装置及其特点   同轴传动 皮带传动 齿轮传动