6.1 圆周运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版高中物理第二册第六章 圆周运动 1 圆周运动 一、圆周运动 如果质点的运动轨迹是圆周或一段圆弧的机械运动叫做圆周运动。 二、描述匀速圆周运动的物理量 慢 快 二、描述匀速圆周运动的物理量 蓝色笔帽和红色笔帽转动的快慢同吗？ 如何比较圆周运动的快慢 二、描述匀速圆周运动的物理量 二、描述匀速圆周运动的物理量 1.线速度 2）大小: 在圆周各点的切线方向上 3）线速度的方向： 线速度是矢量 v △s是弧长并非位移 △s 当△t很小时(趋近零)，弧长△s就等于位移，式中的v就是直线运动中的瞬时速度 1）定义:通过弧长s与通过这段弧长的时间t的比值（比值定义式） 二、描述匀速圆周运动的物理量 定义：在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动叫做匀速圆周运动。匀速圆周运动中线速度的大小各个时刻都相等 4）匀速圆周运动： 二、描述匀速圆周运动的物理量 思考一下： 匀速圆周运动和匀速直线运动中的“匀速”含义一样吗？ v 匀速圆周运动是变速运动！ 线速度大小不变 v v o 二、描述匀速圆周运动的物理量 2.角速度 1）定义：半径转过的角度 与所用时间t的比值 2）公式： 3）单位是什么？ (4)角速度的国际单位：弧度/秒(rad/s) 匀速圆周运动是角速度不变的运动！ 二、描述匀速圆周运动的物理量 3. 周期 1）定义：把周期性运动重复一次所需的时间 周期：T 匀速圆周运动是周期不变的运动！ 单位：s 表示运动一周所用的时间 二、描述匀速圆周运动的物理量 频率： 频率越高转速越大表明物体运转得越快！ 4. 频率 单位：Hz 1）定义：单位时间内运动重复的次数 单位时间内转过的圈数叫转速 转速：n 5. 转速 单位： r/s或r/min 二、描述匀速圆周运动的物理量 练习一、物体做匀速圆周运动时，下列哪些量不变？ A.速率 B.速度 C.角速度 D.周期 ACD 三、线速度，角速度，周期的关系 探究v、ω 、T的关系 设某一物体沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动，用v表示线速度，用ω表示角速度，T表示周期，则： v与T的关系： ω与T的关系： v与ω的关系： 四、生活中的圆周运动问题 常见传动从动装置 （1）在链条、皮带、齿轮、无打滑的摩擦传动中，轮子边缘各点线速度的大小相等； 四、生活中的圆周运动问题 常见传动从动装置 同一轮上各点的角速度关系 （2）同轴转动中各点角速度（周期、转速）相等； 同轴转动 角速度（周期、转速） 本课小结 2.拍苍蝇与物理有关。市场上出售的苍蝇拍(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,结果是一打一个准,你能解释其原因吗? 答案:人转动手腕的角速度是有限的,可认为不变。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,使用效果较好。 合作探究 突破要点·提升关键 探究点一　描述圆周运动的物理量及其关系 问题情境 如图所示,跷跷板的支点位于板的中点,A、B两小孩距离支点一远一近。在翘动的某一时刻,请回答下列问题: (1)两小孩运动的角速度相同吗?周期相同吗? 答案:相同;相同。 (2)A、B两小孩重心的线速度大小相同吗? 答案:两小孩的角速度相同,但距支点的远近不同,即运动半径不同,根据v=ωr可知,两小孩重心的线速度大小不同。 [例1] 甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,在相同时间内,甲、乙通过的路程之比是 3∶2,运动方向改变的角度之比是4∶3,则关于甲、乙两快艇的说法正确的是(　 　) A.线速度的大小之比为2∶3 B.角速度大小之比为3∶4 C.圆周运动的半径之比为2∶1 D.周期之比为3∶4 D [针对训练1] 某高中开设了糕点制作的选修课,小明同学在体验糕点制作的“裱花”环节时,如图所示,他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径为20 cm的蛋糕,在蛋糕边缘上每隔4 s “点”一次奶油,蛋糕随圆盘转一周后均匀“点”上了15次奶油,则下列说法正确的是(　 　) B 探究点二　几种常见的传动装置对比 问题情境 如图(甲)所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的,其原理可简化为图 (乙)所示。试分析并讨论: (1)同一齿轮上各点的线速度、角速度是否相等? 答案:同一齿轮上各点绕同一轴转动,角速度相等,但同一齿轮上各点距离轴的距离不一定相等,由v=ωr 可知,只有r相等的点线速度大小相等,r不同的点线速度大小一定不相等。 (2)两个齿轮相比较,其边缘的线速度是否相等?角速度是否相等?转速是否相等? 答案:因为齿轮咬合,两齿轮边缘的点线速度大小一定相等;由v=ωr可知,两齿轮半径r不相等,角速度不相等;由 ω=2πn知,转速也不相等。 [例2] (多选)如图所示,轮O1、O3固定在同一转轴上,轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C,已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3=2∶1∶1,则下列判断正确的是(　　 ) A.A、B、C三点的线速度大小之比为vA∶vB∶vC=2∶2∶1 B.A、B、C三点的角速度之比为ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶2 C.A、B、C三点的周期之比为TA∶TB∶TC=2∶1∶2 D.A、B、C三点的线速度大小之比为vA∶vB∶vC=2∶1∶1 AC [针对训练2] 如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮, Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,a、b、c分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个轮子边缘上的点(图中标出),则关于a、b、c三点的线速度与角速度的关系正确的是(　 　) A.va∶vb=r1∶r2 B.vb=vc C.ωa∶ωb=r1∶r2 D.ωb=ωc 解析:Ⅰ、Ⅱ两轮靠链条传动,轮子边缘上的点线速度大小相等,则线速度之比为va∶vb=1∶1,故A错误;根据v=ωr,可知ωa∶ωb=r2∶r1,故C错误; Ⅱ、Ⅲ两轮共轴转动,角速度相等,则两轮边缘上的点角速度之比为ωb∶ ωc=1∶1,故D正确;根据v=ωr,b、c所在两轮边缘上的点线速度之比vb∶vc=r2∶r3,故B错误。 D 感谢观看！ $$