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

6.1 圆周运动 物 理 思考与讨论 它们的运动轨迹有什么共同点？ 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。 6.1 圆周运动 思考与讨论 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？ 怎么比较圆周运动的快慢呢？ 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 6.1 圆周运动 一、线速度 矢量 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是弧长并非位移 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。 ∆S 6.1 圆周运动 二、匀速圆周运动 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？ 6.1 圆周运动 三、角速度 1、物理意义：描述质点转动的快慢。 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 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 6.1 圆周运动 四、周期、频率、转速 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 频率越高表明物体运转得越快！ 转速n越大表明物体运动得越快！ 6.1 圆周运动 五、各物理量之间的关系 ω f、n 匀速圆周运动特点： 1.线速度时刻改变，只是大小不变 2.角速度、周期、频率、转速不变 6.1 圆周运动 六、常见的传动装置及其特点 同轴转动 皮带传动 齿轮传动 装置 特点 角速度、周期相同 线速度大小相等 线速度相同 转动方向 相同 相同 相反 规律 线速度与其转动半径成正比 角速度与其半径成反比 周期与其半径成正比 （z1、z2分别表示两齿轮的齿数） 6.1 圆周运动 课堂小结 圆周运动 线速度、角速度、周期 基本物理量之间的关系 线速度 角速度 周期、频率 转速 公式： 方向：切线方向 公式： 线速度角速度关系： 线速度与周期、频率的关系： 角速度与周期、频率的关系： 说明：转速单位取r/s时，转速大小等于频率 匀速圆周运动 特点： 线速度大小相等 角速度相等 转速、周期不变 性质：变速曲线运动 6.1 圆周运动 如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中（ ） A.笔尖的速率不变 B.笔尖做的是匀速运动 C.任意相等时间内笔尖通过的位移相同 D.相同时间内笔尖转过的角度不同 A 6.1 圆周运动 在东北严寒的冬天，人们经常玩一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯开水沿弧线均匀快速地泼向空中。图甲所示是某人玩“泼水成冰”游戏的瞬间，其示意图如图乙所示。泼水过程中杯子的运动可看成匀速圆周运动，人的手臂伸直，在0.5 s内带动杯子旋转了210°，人的臂长约为0.6 m。下列说法正确的是( ) A.泼水时杯子的旋转方向为顺时针方向 B.P位置飞出的小水珠初速度沿1方向 D 6.1 圆周运动 如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是(　 ) A．a、b和c三点的线速度大小相等 B．a、b和c三点的角速度相等 C．a、b的角速度比c的大 D．c的线速度比a、b的大 B 6.1 圆周运动 如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3。若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为 (　　) A 6.1 圆周运动 七、圆周运动周期性引起的多解问题 多解类问题特点： (1)研究对象：匀速圆周运动的多解问题含有两个做不同运动的物体。 (2)运动特点：一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他形式的运动(如平抛运动、匀速直线运动等)。 (3)运动的关系：两物体运动的时间相等。 6.1 圆周运动 七、圆周运动周期性引起的多解问题 如图所示，直径为d的纸制圆筒，以角速度ω绕中心轴匀速转动，把枪口对准圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，忽略子弹重力、圆筒的阻力及空气阻力.问： (1)子弹做什么运动？圆筒做什么运动？ 答案　子弹做匀速直线运动，圆筒做匀速圆周运动. (2)为什么圆筒上只有一个弹孔？ 答案　在子弹穿过圆筒过程中，圆筒转过了半圈或整数圈加半圈. (3)子弹与圆筒的运动时间有何关系？ 答案　二者运动时间相等. 6.1 圆周运动 七、圆周运动周期性引起的多解问题 (4)子弹的速度v应满足什么条件？ 6.1 圆周运动 七、圆周运动周期性引起的多解问题 (多选) 如图，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L＝2 m，当飞镖以初速度v0＝10 m/s垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g＝10 m/s2，若飞镖恰好击中P点，则（ ） A.圆盘的半径为10 cm B.圆盘转动的周期可能是0.4 s C.圆盘转动的角速度最小值为10π rad/s D.若飞镖初速度增大1倍，则它将击中圆心O AB 6.1 圆周运动 七、圆周运动周期性引起的多解问题 6.1 圆周运动 如图甲所示，生活中我们常看见在时钟表盘出现分针和时针相遇的情景，其中的物理关系可以简化成图乙模型，有A、B两质点绕同一点0做匀速圆周运动，运动方向相同。已知A的周期为TA，B的周期为TB，且TA>TB，若设A、B运动到图示位置为第一次相遇，则两质点下一次相遇所用的时间为 ? 八、圆周运动中相距最近和最远问题 6.1 圆周运动 八、圆周运动中相距最近和最远问题 B 6.1 圆周运动 谢谢！ 6.1 圆周运动 C.杯子在旋转时的角速度为 rad/s D.杯子在旋转时的线速度大小约为 m/s A.eq \f(r1ω1,r3)　　　　B.eq \f(r3ω1,r1) C.eq \f(r3ω1,r2) D.eq \f(r1ω1,r2) 答案　子弹运动的时间t＝，圆筒转过的角度θ＝2nπ＋π(n＝0，1，2…)，而ω＝，联立可得v＝(n＝0，1，2…). $$