6.1 圆周运动 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版必修第二册

第六章 圆周运动 第一节 圆周运动 高中物理 必修2 17 十二月 2025 1 匀速圆周运动 线速度，线速度大小、方向 角速度，周期、转速 关系v=ωr、ω=2nπ 两种传动形式 第一节 圆周运动 一、圆周运动及描述 圆周运动： 物体运动轨迹是圆或圆弧的一部分； A 探究1：自行车的轮盘、飞轮、后轮中的各点都在做圆周运动。哪些点运动得更快？怎样比较各点圆周运动的快慢？ 比较相同t时间内的 、 、 ； 比较转动一圈所用的 ； 1 2 圆弧长 时间 圆心角 圈数 轮盘 飞轮 后轮 1、线速度v： 质点圆周运动通过弧长Δl和所用时间Δt的比值； 方向（矢量）： 圆周运动质点线速度方向 沿圆周上该点的切线方向； 物理意义： 描述质点圆周运动的快慢； 0• ∆L、∆t v 探究1： 1、匀速圆周运动速度有什么特点？ 速度大小不变、速度方向时刻改变，是变加速曲线运动； 2、匀速圆周运动中的“匀速”具体含义是么什么？ “匀速”指匀速率； v1 v2 O• v3 2、角速度𝛚： 质点半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值； 物理意义： 描述质点转过圆心角的快慢； 弧度、角度值对应关系： π弧度（弧度制）= 度1800（角度制）； 0• ∆𝜽、∆t 3、转速n、周期T、频率f： 结论： 频率f越高、转速n越大，表明物体圆周运动得越快； 转速n 周期T 频率f 定义 符号 单位 意义 关系 单位时间内所转过的圈数 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 单位时间内所转过的圈数 T f s Hz或s-1 例1：一物体做半径为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？匀速圆周运动中的v与ω的关系？ 探究2：还能推导出那些关系？ 探究3： 根据公式v=ωr，得出速度v与角速度ω成正比，这种说法是否正确，说明理由； 不正确，应为： ω一定时，v与r成正比； v一定时，ω与r成反比； r一定时，v与ω成正比； BC 例2：（多选）A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比为LA∶LB=2∶3，转过的角度之比为ΔθA∶ΔθB=3∶2，则下列说法正确的是（ ） A、它们的运动半径之比rA∶rB=2∶3 B、它们的运动半径之比rA∶rB=4∶9 C、它们转动的周期之比TA∶TB=2∶3 D、它们转动的转速之比nA∶nB=2∶3 第一节 圆周运动 二、两种传动形式 1、皮带、齿轮传动： 皮带传动、齿轮传动→边缘线速度大小相等； 2、同轴转动： 同一轮上各点→角速度相同； 例3：对自行车三轮转动的描述： A、B边缘的线速度 ；B、C的角速度 ； B、C比A角速度 ；C比A、B线速度 ； 探究4： 地球上的物体随着地球绕地轴自转，不同纬度位置圆周运动的周期、角速度、线速度大小有什么区别和联系？ 相同 大 大 o R )θ r o' o R r )θ o' 相同 例4：自行车车轮每分钟转120周，车轮半径为35cm，则： 自行车前进的速度多大？ 2s时间自行车前进多少米？ 解： 第一节 圆周运动 课时练习 60：1 1:12:720 30：1 练1： 钟表时针、分针、秒针的角速度之比为 ； 若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是 m/s； 某钟表上秒针、分针的长度比为d1：d2=1：2；求： 1、秒针、分针转动的角速度之比是 ； 2、秒针、分针尖端的线速度之比是 ； 练2：如图所示，自行车后架上装有给车头灯供电的小发电机，小发电机的上端有一个摩擦小轮。将后轮架起，摩擦小轮压紧车轮，如图所示，转动脚踏板， 此时摩擦小轮在自行车车轮摩擦力的作用 下转动，发电机发电，已知此时摩擦小轮 与自行车车轮之间不打滑，则（ ） A、车轮转动角速度大于大齿轮转动角速度 B、车轮边缘的线速度等于小齿轮边缘的线速度 C、摩擦小轮转动角速度小于小齿轮转动角速度 D、摩擦小轮边缘的线速度小于大齿轮边缘的线速度 A 圆周运动：质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动； 运动性质：圆周运动速度方向在变化，是变加速曲线运动； 圆周运动快慢描述物理量及关系： 皮带传动、齿轮传动→边缘线速度相等； 同一转轴上各点→角速度相同； 结束页 B1 谢谢观赏！ $这是一个向心力演示器。匀速转动手柄可以使变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动槽内的小球就做匀速圆周运动，使小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供求对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力计套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略地计算出两个球所受向心力的比值。现在根据上面的猜想设计实验，探究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。把两个质量相同的球分别放在两个滑槽上，半径相同的挡板处，把皮带挂在半径相等的变速轮上，这样两滑槽转动的角速度欧米伽相同。摇动手柄，随着转速增加，标尺露出的格数也随之增加。可以看到标尺露出格数是相等的这表明向心力大小是相等的。把质量比为1比2的铝球和钢球放到滑槽上半径相同的挡板处摇动手柄，保持半径R角速度欧米伽相同，两滑槽匀速转动。当铝球一方标尺露出两格时，钢球一方露出四格，这表明向心力之比是1比2。实验表明，在角速度欧米伽和半径R一定时，向心力和质量M成正比，保持角速度欧米伽和质量M相同，皮带仍放在第一层，塔轮使用质量相等的两个钢球，两球分别放在长滑槽的远端挡板和短滑槽挡板处，两球做圆周运动的半径之比是2比1，摇动手柄可以看到格数之比是2比1，这表明向心力大小之比也是2比1。实验表明，在角速度和质量M一定时，向心力和半径R成正比。保持质量M和半径R相同，皮带放到第二层塔轮，角速度之比是1比2。使用质量相等的两个钢球，两球放在长滑槽的近端挡板和短滑槽挡板处，摇动手柄可以看到格数之比是1比4，这表明向心力大小之比也是1比4，皮带放到第三层塔轮，角速度之比是1比3。使用质量相等的两个钢球，两球放在长滑槽的近端挡板和短滑槽挡板处，摇动手柄，可以看到格数之比是1比9，这表明向心力大小之比也是1比9。实验表明，在质量M和半径R一定时，向心力和欧米伽平方成正比。根据上面的实验以及力学单位制知识，可以得到向心力的表达式F等于M欧米伽方R。