6.1 圆周运动 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件围绕圆周运动的线速度、角速度、周期等概念及关系展开，以自行车齿轮观察的“思考与讨论”导入，通过比较运动快慢的方法引出线速度，再结合齿轮传动问题引出角速度，搭建从生活实例到物理概念的学习支架。 其亮点在于以自行车齿轮为情境主线，通过“思考与讨论”引导科学探究，结合定义推导培养科学思维，典例解析和传动模型总结强化应用。助力学生建立运动观念，提升探究能力，教师可借助结构化实例优化教学。

第六章 圆周运动 6.1 圆周运动 人教版(2019)必修 第二册 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 比较方法： 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 慢 快 第一种比较方法就对应着描述圆周运动的一个重要概念——线速度。 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，不是位移 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。 矢量 ∆S (一)线速度 (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不变，但线速度的方向是不断变化的。 （2）匀速圆周运动是变速曲线运动！ 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。 率 自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑(如图)，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？ 思考与讨论 1.物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。 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 矢量：高中阶段不研究方向 一、线速度 （三）角速度 5.弧度与角度 还有其他描述圆周运动快慢的方法吗？ 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 （三）角速度 圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述,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（rad）. 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 （四）周期、频率和转速 一物体做半径为 r 的匀速圆周运动，它在周期T内转过的弧长为多少？它的线速度为多少？它在一个周期T内转过的角度为多少？物体的角速度为多少？ 你能找出匀速圆周运动中的v与ω的关系吗？你还能推导出那些关系？ 算一算 新课讲授 (五)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： 当ω一定时， v与r成正比 当v一定时，ω与r成反比 当r一定时， v与ω成正比 根据v＝ωr，能否得出速度v与角速度ω成正比的结论呢？ 误区警示 新课讲授 (五)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 匀速圆周运动特点： 线速度时刻改变，只是大小不变 角速度、周期、频率、转速不变 匀速圆周运动各物理量的关系 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 (六)两类传动模型问题 1.同轴传动模型 O R θ R' O' 共同特点：角速度大小相等 新课讲授 (三)两类传动模型问题 2.“皮带传动类”模型 (1)三类典型传动 皮带传动 齿轮传动 (2)共同特点：线速度大小相等 静摩擦传动 对自行车上三个轮转动的描述 C B A 1.A、B的线速度相同 2.B、C的角速度相同 3.B、C比A角速度大 4.C比A、B线速度大 $