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

第六章：第一节 圆周运动 1 圆周运动：运动轨迹是圆或圆的一部分（圆弧）的运动。 思考：地球的自转是圆周运动吗？ 地球上的一个点围绕自转轴的运动是圆周运动 做圆周运动的物体：通常可视为质点进行处理 描述运动的常用物理量： 位移 速度 加速度 时间 …… 如何描述圆周运动的快慢？圆周运动的“速度”有何特点？ 如何描述圆周运动速度变化的快慢？“加速度”有何特点？ …… 开始前先结合生活经验思考：圆周运动有哪些特点？ 圆轨迹——任意时刻与圆心的距离相同 周期性——运动一圈回到起点，开始新一圈（相同轨迹）运动，周而复始 4 月球和地球谁跑得快？ 你怎么运动得这么慢？我绕太阳运动1s要走29.79km，你绕我运动1s才走1.02km。 你可别这么说！你要用一年时间才绕一个圈子，我28天就走了一圈，到底谁运动得慢。 你支持谁的说法？你的依据是什么？ 地球：比较相同时间通过的路程；月球：比较绕圆周一圈所用的时长 ——各有各的道理，比较角度不同，得出不同的结果 要描述圆周运动的快慢，可能有多种方式！ 比较标准1：相同时间通过的路程 Δt 时间内：通过的弧长为Δs （平均速率，反映物体在A点附近运动的快慢） 单位时间内通过的弧长（路程）： Δt →0时， ：反映物体在A点时运动的快慢 线速度 ：描述圆周运动快慢的物理量（之一） Δt →0时， ，Δs = Δx 关于 ，你想到了什么？ ——瞬时速度 线速度的方向如何？ v v v ——沿圆周在该点的切线方向 7 物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等 率 注意：匀速圆周运动是一种变加速曲线运动！ “匀速” 指速度的大小不变！ 这里的“匀速”是什么含义？ 是指速度不变吗？ 速度方向时刻变化 v v v 匀速圆周运动： 大齿轮 小齿轮 后轮 自行车的大齿轮边缘的A点、小齿轮边缘的B点和后轮上的C点都在做圆周运动。这三个点的线速度的大小关系是? 月球和地球谁跑得快？ 你支持谁的说法？你的依据是什么？ 从线速度的角度比较：地球跑得快 如果想支持月球的说法，该如何选择比较的角度？ 你怎么运动得这么慢？我绕太阳运动1s要走29.79km，你绕我运动1s才走1.02km。 你可别这么说！你要用一年时间才绕一个圈子，我28天就走了一圈，到底谁运动得慢。 ——比较绕圆心转动的快慢 比较标准2：相同时间绕圆心转过的角度 Δt 时间内：绕圆心转过的角度为Δθ 单位时间内转过的角度： 角速度 ：描述圆周运动快慢的物理量（之二） 国际单位制中，角速度的单位：rad/s（弧度每秒） 规定： 单位：rad 高中阶段常用另一方式描述角的大小：弧度制 弧度制与角度制的换算： 定值 牢记 π rad=180° 为啥非要用弧度制描述角的大小？ 根据弧度制的定义： 弧长与圆心角的关系： 弧度制下，线速度大小与角速度满足的关系： ω 不变时，v ∝ r； v 不变时， ω ∝ 1/r 匀速圆周运动：线速度大小不变 角速度不变 大齿轮 小齿轮 后轮 自行车的大齿轮边缘的A点、小齿轮边缘的B点和后轮上的C点都在做圆周运动。这三个点的角速度的大小关系是? 月球和地球谁跑得快？ 你支持谁的说法？你的依据是什么？ 从角速度的角度比较：月球跑得快 你怎么运动得这么慢？我绕太阳运动1s要走29.79km，你绕我运动1s才走1.02km。 你可别这么说！你要用一年时间才绕一个圈子，我28天就走了一圈，到底谁运动得慢。 为什么从两个角度比较的结果不同？ 地球和月球所绕圆周的半径大有不同！ 线速度大的物体，角速度不一定大，反之亦然。 除上述两种比较标准外，是否还有其他比较圆周运动快慢的标准？ 提示：圆周运动具有的特点——周期性 对做匀速圆周运动的物体，可比较运动一周所用时间——周期 T 比较单位时间内转动的圈数——转速 n ，单位：r/s（转每秒）或 r/min（转每分） T 越大，物体得越______，反之亦然 n 越大，物体得越______，反之亦然 思考：周期 T、转速 n 与线速度 v 、角速度 ω 是否存在关系？ 周期 T ——运动一周所用的时间 转速 n ——单位时间（1s）内转动的圈数 总结：描述圆周运动快慢的物理量 线速度：通过的弧长与所用时间之比 角速度：绕圆心转过的角度与所用时间之比 周期：沿圆周运动一圈的时长 不同标准 转速：在单位时间内转过的圈数 讨论1：皮带传动、链条传动、齿轮传动中轮子边缘上各点的线速度关系如何？角速度的关系如何？ 1.皮带、链条、齿轮上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。 2.角速度大小取决于轮的半径，轮越大，角速度越小。 讨论2：同轴转动中，同一轮上各点的线速度关系如何？角速度的关系如何？ 1.同一轮上各点的角速度大小相等。 2.线速度大小取决于轮的半径，轮越大，线速度越大。 拓展：地球可以看作半径为6.4×103km的球体。北京的纬度约为40°。试估算分别位于赤道、北京的两个物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度、线速度大小。 赤道 北京 R r 根据结果思考：我国原有酒泉和西昌航天发射场，后来又在海南文昌建设航天发射基地，新建设的基地有什么优势？ 一个大钟的分针与秒针从重合至第二次重合，中间经历的时间是多少？ 分针：走一圈用时 60 min 秒针：走一圈用时 60 s 从重合至第二次重合：设时间为 t，秒针比分针多走一圈 $$