第01讲 圆周运动（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

第六章 圆周运动 6.1 圆周运动 人教版(2019)必修 第二册 Directory 目录 角速度 01 新课引入 03 02 线速度 周期 04 线速度与角速度的关系 05 课堂练习 06 conclusion 新课引入 01 观察与思考 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 旋转秋千的运动 观察与思考 观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？ 齿轮的运动 手表表针的转动 思考与讨论 将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快一些？ 你能说出判断运动快慢的依据吗？ 大齿轮 小齿轮 后轮 方法总结 大齿轮 小齿轮 后轮 1.相同时间内，比较物体通过的圆弧的长短； 2.相同时间内，比较物体转过的角度大小； 3.物体转一圈，所用时间的长短； 4.相同时间内，比较物体转过的圈数多少。 conclusion 线速度 02 (一)线速度大小和方向 1.定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δs 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度的大小。 2.大小： 单位：m/s 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: Δt足够小，Δs=ΔL； 瞬时速度 (二)匀速圆周运动 v 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 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。 conclusion 角速度 03 思考与讨论 自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，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？ 新课讲授 角速度 1.定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值 2.公式： 4.单位：rad/s 或 s-1 Δθ采用弧度制 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。 Δ θ 在运算中，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.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 conclusion 周期 04 新课讲授 思考与讨论 旋转木马的运动 旋转木马上的人随旋转木马一起做圆周运动，我们会发现人运动一周又回到他开始的位置，说明了人的运动具有什么特点？为了描述这个特点我们可以用什么样的物理量描述？ 新课讲授 (一)周期 1.定义：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间,用T表示。 2.单位：s 3.周期越大，运动的越慢。 新课讲授 (二)转 速 1.定义：表示的是物体在单位时间内转过的圈数 2.单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min） 3.转速越大，运动的越快 4.转速和周期关系： conclusion 线速度与角速度的关系 05 新课讲授 思考与讨论 线速度的大小描述了做圆周运动的物体沿着圆弧运动的快慢，角速度的大小描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢。它们之间有什么关系呢？ 新课讲授 (一)线速度与角速度的关系 Δ θ Δs O A B Δt r 设图中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。 由于 当 Δθ以弧度为单位时， 由此可得： 新课讲授 思考与讨论 周期和转速的大小也可以描述了做圆周运动的物体运动的快慢，那么线速度和角速度的大小与周期和转速之间有什么关系呢？ 新课讲授 (二)线速度、角速度与周期、转速的关系 Δ θ Δs O A B Δt r 设图中物体做圆周运动的半径为 r，周期为T，转速为n，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。 由于 则在一个周期T内， 由此可得： 又因为 所以 新课讲授 典例解析 【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？ 解：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。 新课讲授 思考与讨论 根据v＝ωr，你认为速度v与角速度ω成正比的这样一个结论是否成立呢？如果不成立，是何种原因呢？ 新课讲授 (三)两类传动模型问题 1.同轴传动模型 如图所示，A点和B点在同轴的一个“圆盘”上，它们的半径分别为r和R，且r＜R。运动的特点是转动角速度相同，转动方向相同，即同为逆时针转动或顺时针转动，转动周期相同，转动线速度vA＜vB。 新课讲授 (三)两类传动模型问题 2.“皮带传动类”模型 (1)两类典型传动 皮带传动 齿轮传动 (2)共同特点 皮带传动、齿轮传动方式均有接触处的线速度大小相等的特点。 conclusion 课堂练习 06 1．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　　） A．匀速圆周运动是一种匀速运动 B．匀速圆周运动是一种匀变速运动 C．匀速圆周运动是一种周期运动 D．匀速圆周运动是一种速度不变的曲线运动 C 【答案】C 【详解】AD．做匀速圆周运动的物体，其速度大小不变，方向时刻改变，所以匀速圆周运动是一种变速运动，故AD错误； B．做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，故B错误； C．匀速圆周运动是一种周期运动，故C正确。 故选C。 2．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中不正确的是（　　） A．相等的时间内通过的路程相等 B．相等的时间内通过的弧长相等 C．相等的时间内通过的位移相等 D．相等的时间内通过的角度相等 C 【答案】C 【详解】ABD．根据匀速圆周运动的定义，可知物体在相同时间内通过的弧长相等，也即在相等的时间内通过的路程相等，在相同时间内转过的角度相等。故ABD正确； C．做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内通过的位移大小相等，但方向不同，故C错误。 由于本题选择错误的，故选C。 3．小红推门进入教室如图所示，在门转动时，门上A、B两点的角速度分别为、，线速度大小分别为、，则（　　）      A． B． C． D． D 【答案】D 【详解】AB．由于门上A、B两点绕同轴转动，所以角速度相同，故AB错误； CD．根据角速度与线速度的关系又联立可得故C错误，D正确。故选D。 4．一般的转动机械上都标有“转速××× r/min”，该数值是转动机械正常工作时的转速，不同的转动机械上标有的转速一般是不同的。下列有关转速的说法正确的是（　　） A．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的线速度一定越大 B．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的角速度一定越大 C．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的周期一定越大 D．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的频率一定越小 B 【答案】B 【详解】转速n越大，角速度一定越大，f越大，周期一定越小，由知，只有r一定时，ω越大，v才越大。故选B。 5．绿色出行，自行车是一种不错的选择。自行车基本原理如图所示，分别为链轮、飞轮和后轮上的三个点，已知链轮、飞轮和后轮的半径之比为，将后轮悬空，匀速转动踏板时，三点的（    ）  A．线速度大小之比为 B．角速度之比为 C．转速之比为 D．周期之比为 D 【答案】D 【详解】A．根据传动装置的特点，可知，飞轮和后轮同轴转动，则；根据，可得则三点的线速度大小之比为故A错误； B．根据，可得则三点的角速度之比为故B错误； C．根据转速，可得三点的转速之比为故C错误； D．根据，可得三点的周期之比为故D正确。故选D。 本节结束 谢谢观看 $$