1.圆周运动（教学课件）物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦圆周运动，系统讲解线速度、角速度、周期、转速及其关系，以及皮带、同轴、齿轮传动模型。课堂导入通过钟表指针、自行车齿轮等生活实例引发思考，借助比较运动快慢的方法（弧长、角度、周期、圈数）搭建学习支架，衔接概念探究。 其亮点在于以科学探究为主线，通过自行车齿轮观察、传动装置问题链引导学生建构物理模型，结合典例解析（如旋转木马周期计算、车牌识别系统应用）深化物理观念。采用“定义-公式-辨析-应用”结构化教学，培养科学思维，助力学生理解概念本质与实际应用，为教师提供高效教学资源。

第六章 圆周运动 人教版（2019）必修 第二册 1.圆周运动 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 理解圆周运动的基本特征，掌握描述圆周运动的物理量（线速度、角速度、周期、转速）及其定义、单位和物理意义。 科学思维 从线速度、角速度的定义出发，推导各物理量间的定量关系，理解“控制变量法”在分析同轴传动和皮带传动问题中的应用。 科学探究 通过观察摩天轮、旋转木马、齿轮传动等实例，归纳圆周运动的共同特征；结合典例，运用公式计算线速度、角速度和周期，验证理论推导的正确性。 科学态度与责任 认识到物理概念的建立源于对自然现象的观察与抽象；联系生活中的圆周运动实例（如钟表指针、地球公转），体会物理知识的实用性，培养运用物理规律解决实际问题的能力。 学习目标 线速度 01 角速度 02 周期 03 教学内容 线速度与角速度的关系 04 教学重点 1 教学重点 2 教学难点 3 知道描述圆周运动的物理量线速度、角速度、周期、转速。 理解线速度、角速度、周期、转速之间的关系。 掌握同轴传动和皮带传动的特点，分析比较各物理量。 重点难点 生活中钟表三根指针的运动，摩天轮的运动、旋转木马的运动，它们的运动有什么特点？ 课堂导入——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 课堂导入——思考与讨论 大齿轮 小齿轮 后轮 1.相同时间内，比较物体通过的圆弧的长短； 2.相同时间内，比较物体转过的角度大小； 3.物体转一圈，所用时间的长短； 4.相同时间内，比较物体转过的圈数多少。 课堂导入——方法总结 01 PART 01 第一部分 线速度 探究新知 9 1.定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δs 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度的大小。 2.大小： 单位：m/s 4.方向： 沿圆周在该点的切线方向上，与半径垂直。 矢量！ 3.理解: Δt足够小，Δs=ΔL； 瞬时速度 探究新知——线速度大小和方向 v 尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化的。 （2）匀速圆周运动是变速运动！ 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。 探究新知——匀速圆周运动 【典例1】关于圆周运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．沿圆弧运动的物体一定做匀速圆周运动 B．匀速圆周运动的速度大小和方向都保持不变 C．匀速圆周运动属于变速运动 D．匀速直线运动和匀速圆周运动中的“匀速”含义相同 探究新知——典例解析 C 探究新知——典例解析 【答案】C 【详解】A．沿圆弧运动的物体的速度大小可能变化，如变速圆周运动，故A错误； B．匀速圆周运动速度大小不变，但方向时刻变化，故B错误； C．匀速圆周运动的速度方向时刻变化，故匀速圆周运动属于变速运动，故C正确； D．匀速直线运动的“匀速”指速度大小和方向都不变，而匀速圆周运动的“匀速”仅指速率不变，故D错误。 故选C。 02 PART 02 第二部分 角速度 探究新知 14 自行车行进时，因链条不可伸长且不脱离齿轮打滑，大、小齿轮边缘点在相同时间内所经弧长相等，即线速度大小一致。同时可见，两齿轮半径有别，相同时间内转动角度不同。不过，同一轮上各点在相同时间内转动角度却相同。我们该如何描述这种异同呢？ 探究新知——思考与讨论 1.定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值 2.公式： 4.单位：rad/s 或 s-1 Δθ采用弧度制 3.理解：描述圆周运动转动快慢的物理量，角速度越大，转动的越快。 Δ θ 在运算中，通常把“弧度”或“rad”略去不写，所以角速度的单位可以写为s-1。 5.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 探究新知——角速度 【典例2】“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，杂技演员驾驶摩托车（视为质点）在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车做匀速圆周运动，在t＝2s内转过的圆心角，通过的弧长s＝40m，则下列说法正确的是（　　） A．摩托车的角速度大小为8rad/s B．摩托车的角速度大小为4rad/s C．摩托车做匀速圆周运动的半径为10m D．摩托车做匀速圆周运动的半径为5m 探究新知——典例解析 C 探究新知——典例解析 【答案】C 【详解】AB．由题知，摩托车的角速度选项AB错误； CD．摩托车做匀速圆周运动的半径选项C正确，D错误。 故选C。 03 PART 03 第三部分 周期 探究新知 19 旋转木马的运动 旋转木马上的人随旋转木马一起做圆周运动，我们会发现人运动一周又回到他开始的位置，我们可以用什么样的物理量描述这种周期性的特点呢？ 探究新知——思考与讨论 1.定义：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间,用T表示。 2.单位：s 3.周期越大，运动的越慢。 探究新知——周期 1.定义：表示的是物体在单位时间内转过的圈数 2.单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min） 3.转速越大，运动的越快 4.转速和周期关系： 探究新知——转 速 【典例3】如图，关于钟表上的时针、分针和秒针的周期大小关系，以下说法正确的是（　　） A．时针的周期最大 B．分针的周期最大 C．秒针的周期最大 D．三根针的周期一样大 探究新知——典例解析 A 探究新知——典例解析 【答案】A 【详解】根据周期的定义可知，时针的周期最大，BCD错误，A正确。 故选A。 04 PART 03 第四部分 线速度与角速度的关系 探究新知 25 (1)线速度的大小描述了做圆周运动的物体沿着圆弧运动的快慢，角速度的大小描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢。它们之间有什么关系呢？ 探究新知——思考与讨论 (2)周期和转速的大小也可以描述了做圆周运动的物体运动的快慢，那么线速度和角速度的大小与周期和转速之间有什么关系呢？ 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： 探究新知——线速度与角速度的关系 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。 Δ θ Δs O A B Δt r 由于 则在一个周期T内， 由此可得： 又因为 所以 探究新知——线速度、角速度与周期、转速的关系 (3)甲图为皮带传动装置，A、B两点的线速度及角速度是何种关系？ 探究新知——思考与讨论 A B (4)乙图为同轴传动装置，A、C两点的角速度及线速度是何种关系？ A O C 甲图 乙图 (6)根据v＝ωr，你认为速度v与角速度ω成正比的这样一个结论是否成立呢？如果不成立，是何种原因呢？ 探究新知——思考与讨论 (5)如图为齿轮传动装置两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点。A、B两点的线速度及角速度是何种关系？ 探究新知——总结归纳 (1)皮带传动：皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等。 (2)齿轮传动：两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等。 (3)同轴传动：两轮固定在同一转轴上转动时，两轮转动的角速度大小相等。 探究新知——典例解析 【典例4】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。 【典例5】如图所示为一皮带传动装置的示意图。右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，下列说法中正确的是（　　） A．A、C两点的线速度之比为1∶2 B．A、B两点角速度之比为2∶1 C．B、D两点的角速度之比为1∶4 D．B、D两点的周期之比为1∶2 探究新知——典例解析 D 探究新知——典例解析 【答案】B 【详解】A．由图可知，A、C两点属于同皮带传动，线速度相等，则A、C两点的线速度之比为1:1，故A错误； B．根据可知，故B正确； CD．B、C、D点属于同轴转动，则B、D两点的角速度之比与B、D两点的周期之比均为1∶1CD错误。 故选B。 课堂小结 圆周运动 线速度 大小：v=Δs/Δt 方向：沿圆周在该点的切线方向上，与半径垂直 单位：m/s 角速度 大小：ω=Δθ/Δt 单位：rad/s 周期 做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间。 线速度与角速度的关系 v=ωr 1．某物体在做匀速圆周运动，下列说法正确的是（    ） A．该物体受到的合力不一定指向圆心 B．该物体在相同时间内的速度变化量一定相同 C．该物体在相同时间内通过的位移一定相同 D．该物体在相同时间内转过的角度一定相同 课堂练习 B 课堂练习 【答案】D 【详解】A．匀速圆周运动的合力提供向心力，方向始终指向圆心，故A错误； B．速度变化量，向心加速度方向不断变化，因此方向不一定相同，故B错误； C．位移是矢量，方向随物体位置变化，相同时间内位移方向不一定能够相同，故C错误； D．匀速圆周运动的角速度恒定，转过的角度，相同时间相同，故D正确。 故选D。 2．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们（　　） A．线速度大小之比为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2∶3 课堂练习 B 课堂练习 【答案】D 【详解】A．根据线速度定义式，已知在相同时间内它们通过的路程之比是，则线速度大小之比为，故A错误； B．根据角速度定义式，相同时间内它们转过的角度之比为，则角速度之比为，故B错误； C．根据公式，可得圆周运动半径r=，线速度大小之比为，角速度之比为，则圆周运动的半径之比为，故C错误； D．根据得，周期之比为，故D正确。 故选D。 3．某学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆可绕转轴在竖直面内匀速转动，到为自动识别区，汽车匀速驶入自动识别区，自动识别系统识别的反应时间为，闸杆转动的角速度为。道闸直杆转过的角度为，汽车顺利通过闸杆（车头到达闸杆处视为通过闸杆），若汽车匀速行驶的最大允许速度为，则自动识别区到的距离至少为（　　） A． B． C． D． 课堂练习 B 课堂练习 【答案】C 【详解】闸杆转动的角速度为，道闸直杆转过的角度为， 则有闸杆的转动时间为 自动识别区到的距离至少为 故选C。 4．艺术挂钟不仅可以看时间，也能体现出主人的艺术修养以及营造艺术氛围，如图1所示是走时准确的指针式石英挂钟，以下关于其秒针、分针与时针的说法中正确的是（　　） A．秒针与分针的转动周期之比为 B．秒针与分针的转动角速度大小之比为 C．时针与分针的转动频率之比为 D．时针与分针的转速之比为 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】A．根据题意可知，秒针与分针的转动周期之比为,故A错误； B．根据可知，秒针与分针的转动角速度大小之比为，故B正确； CD．时针转动一周为，分针转动一周为，则二者的周期之比为，根据可知，时针与分针的转动频率之比为，时针与分针的转速之比为，故CD错误。 故B正确。 5．如图，自行车传动装置中，Ⅰ是半径为的主动齿轮，Ⅱ是半径为的被动齿轮，Ⅲ是半径为且与Ⅱ共轴的后轮，A、B、C分别为边缘上的一个点，自行车前进时，传动装置不打滑。则（    ）  A．A、B两点的线速度之比 B．A、B两点的角速度之比 C．B、C两点的线速度之比 D．B、C两点的角速度之比 课堂练习 B 课堂练习 【答案】C 【详解】A． A、B两点链条传动，线速度之比故A错误； B．由，可得，A、B两点的角速度之比故B错误； D． B、C两点同轴转动，角速度之比故D错误； C．由，可得B、C两点的线速度之比，故C正确。 故选C。 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听 $