第2章 第1节 圆周运动-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第二册教用课件(教科版)

该高中物理课件聚焦匀速圆周运动，系统讲解线速度、角速度、周期等物理量及关系，通过玩具陀螺、道闸等生活实例导入，以“课前梳理-课堂探究-随堂巩固”为支架，衔接从具体现象到抽象规律的认知脉络。 其亮点在于以科学思维为核心，通过问题探究（如陀螺三点运动分析）和实例计算（道闸角速度求解）培养模型建构与科学推理能力，结合传动装置对比表格深化概念理解。助力学生提升实际问题分析能力，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第二章　匀速圆周运动 1 第1节　圆周运动 2 1．理解线速度、角速度、转速、周期等概念，会对它们进行定量计算。 2．知道线速度、角速度、周期之间的关系。 3．理解匀速圆周运动的概念和特点。 4．会分析常见传动装置中各物理量间的关系。 返回导航 课前　知识梳理 1 课堂　深度探究 2 内容 索引 随堂　巩固落实 3 课前　知识梳理 PART 01 第一部分 5 一、形形色色的圆周运动 1．定义：物体的运动轨迹是______的运动叫作圆周运动。 2．转动与圆周运动：事实上，转动的物体上除轴外的任一质点都在绕轴做圆周运动。 圆 返回导航 课前　知识梳理 二、描述匀速圆周运动的物理量 1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在任意相等时间内通过的____________都相等，这种运动就叫作匀速圆周运动。匀速圆周运动实际上是一种变速运动。 2．线速度：若在时间Δt内，做匀速圆周运动的质点通过的弧长是Δs，则可以用_______来描述匀速圆周运动的快慢，这个比就反映匀速圆周运动的线速度的大小，用公式表示为v＝_______。线速度是矢量，质点在圆周运 动中任一点的线速度方向就是圆周上该点的________方向。 圆弧长度 切线 返回导航 课前　知识梳理 3．角速度：对于做匀速圆周运动的质点，连接质点和圆心的半径所转过的角度Δφ跟所用时间Δt的比叫作匀速圆周运动的角速度，用ω来表示：____________。匀速圆周运动是角速度不变的运动。在国际单位制中，角速度的单位是弧度每秒，符号是rad/s。 返回导航 课前　知识梳理 4．周期：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的________叫作周期，用符号T表示。 5．物理意义：线速度是描述运动________和________的物理量；角速度和周期都是描述匀速圆周运动____________的物理量。 说明：技术中常用转速来描述物体绕轴转动的快慢。转速是指转动物体转过的圈数与所用时间的比，常用符号n表示，转速的单位有转每秒，符号是r/s，或转每分(r/min)。角速度与转速的关系是ω＝2πn。 时间 快慢 方向 转动快慢 返回导航 课前　知识梳理 三、线速度、角速度和周期之间的关系 设一质点沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，它在一个周期T内转过的弧长为2πr，转过的角度为2π，所以线速度和角速度分别为____________、____________。联立两式得____________。 v＝rω 返回导航 课前　知识梳理 判断下列说法是否正确。 (1)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同。(　　) (2)做匀速圆周运动的物体，其所受合外力不为零。(　　) (3)做匀速圆周运动的物体，其线速度不变。(　　) (4)做匀速圆周运动的物体，其角速度大小不变。(　　) (5)做匀速圆周运动的物体，周期越大，角速度越小。(　　) (6)匀速圆周运动是一种匀速运动。(　　) × √ × √ √ × 返回导航 课前　知识梳理 课堂　深度探究 PART 02 第二部分 12 知识点一　圆周运动的物理量及相互关系   如图所示，有一个玩具陀螺，a、b、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： (1)a、b、c三点角速度和周期各有什么关系？ 提示：ωa＝ωb＝ωc，Ta＝Tb＝Tc。 (2)a、b、c三点做圆周运动的线速度大小有什么关系？ 提示：va＝vc＞vb。 返回导航 课堂　深度探究 1．物理量的定义 (1)线速度：单位时间(1 s内)转过的弧长。 (2)角速度：单位时间(1 s内)转过的圆心角。 (3)周期：转一圈所用的时间。 (4)频率(转速)：单位时间内转过的圈数。 返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 √ 返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 角度2　物理量间的关系 　　　(2024·江苏常州期末)A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，如图所示，在相同的时间内，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，以下说法不正确的是(　　) A．A、B运动的线速度大小之比为3∶4 B．A、B运动的角速度大小之比为3∶2 C．A、B运动的周期之比为2∶3 D．A、B做圆周运动的半径之比为8∶9 √ 返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 　　　如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则(　　)   A．ωP<ωQ，vP<vQ B．ωP<ωQ，vP＝vQ C．ωP＝ωQ，vP<vQ D．ωP＝ωQ，vP>vQ [解析]　由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP＝ωQ，同时由题图可知Q点到螺母的距离比较大，根据v＝ωr可知Q点的线速度大，即vP＜vQ。 √ 返回导航 课堂　深度探究 知识点二　常见传动装置及特点   跷跷板的支点位于板的中点，两个小朋友坐在两端。  讨论：(1)在撬动跷跷板的某一时刻，两个小朋友的线速度的大小关系及角速度的大小关系如何？ 提示：线速度大小和角速度大小都相等。 (2)如果跷跷板的支点不在板的中点，线速度大小和角速度大小的关系如何？ 提示：角速度大小相等，线速度大小不等。 返回导航 课堂　深度探究 1．三种传动装置 项目 同轴转动 皮带传动 齿轮传动 装 置 A、B两点在同轴的一个圆盘上   两个轮子用皮带连接(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点   两个齿轮啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点   返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 角度1　皮带传动 　　　(多选)如图所示的传动装置中，A轮顺时针转动，并通过皮带带动B轮转动(皮带不打滑)。a、b分别是两轮边缘上的点，它们的线速度大小分别为va、vb，下列判断正确的是(　　)   A．B轮顺时针转动 B．B轮逆时针转动 C．va＝vb D．va＞vb √ √ 返回导航 课堂　深度探究 [解析]　由题图可知，B轮的转动方向与A轮转动方向一定是相反的，所以B轮逆时针转动，故A错误，B正确； a点与b点属于皮带传动，所以两点具有相等的线速度，即va＝vb，故C正确，D错误。 返回导航 课堂　深度探究 角度2　齿轮传动 　　　在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为1∶2∶3，当齿轮转动时，小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点(　　)   A．线速度大小之比为1∶3 B．角速度大小之比为3∶1 C．周期之比为1∶1 D．转速之比为1∶3 √ 返回导航 课堂　深度探究 [解析]　由题意可知，当齿轮转动的时候，三个齿轮边缘在相同时间内转的齿数相等，即线速度大小相等，因此有vA∶vB＝1∶1，故A错误； 由线速度与角速度关系公式v＝ωr，可知小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点的角速度之比ωA∶ωB＝3∶1，故B正确； 返回导航 课堂　深度探究 角度3　同轴转动 　　　(2024·湖南株洲期末)株洲市时代新材风电项目部可以生产风力发电设备，如图所示的风力发电叶片上有M、N两点，在叶片转动过程中(　　) A．vM>vN　　 B．vM＝vN C．ωM>ωN D．ωM＝ωN [解析]　由于M、N属于同轴转动，故角速度相等，即ωM＝ωN，故C错误，D正确；由v＝ωr，rN>rM知vM<vN，故A、B错误。 √ 返回导航 课堂　深度探究 角度4　混合传动 　　　如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA∶rB∶rC＝2∶1∶2。若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的(　　)   A．角速度之比为1∶2∶2 B．角速度之比为1∶1∶2 C．线速度大小之比为1∶2∶2 D．线速度大小之比为1∶1∶1 √ 返回导航 课堂　深度探究 [解析]　点a和点b是皮带传动边缘点，线速度大小相等，故va∶vb＝1∶1，根据v＝rω，有ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2，点b和点c是同轴转动，角速度相等，故ωb∶ωc＝1∶1，则ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2，A正确，B错误； 点b和点c角速度相等，根据v＝rω，有vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2，则va∶vb∶vc＝1∶1∶2，C、D错误。 返回导航 课堂　深度探究 知识点三　匀速圆周运动及周期性 1．对匀速圆周运动的理解 (1)匀中有变：由于匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向沿着圆周的切线方向，所以物体做匀速圆周运动时，速度的方向时刻在变化。 (2)匀速的含义 ①速度的大小不变，即速率不变； ②转动快慢不变，即角速度大小不变。 返回导航 课堂　深度探究 2．匀速圆周运动的周期性 (1)问题特点：匀速圆周运动的多解问题常涉及两个物体的两种不同运动，其中一个是匀速圆周运动，另一个是其他形式的运动。一般处理这类问题时，要把一个物体运动的时间t，与圆周运动的周期T联系起来，才能更快解决问题。 (2)分析技巧 ①抓住联系点：明确题中多个物体的运动性质；多个物体参与运动时，虽然每个运动独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移等。 ②先特殊后一般：先考虑第一个周期的情况，再根据运动的周期性，考虑多个周期的规律。 返回导航 课堂　深度探究 角度1　对匀速圆周运动的理解 　　　(多选)下列关于匀速圆周运动的说法正确的是(　　) A．匀速圆周运动是线速度不变的运动 B．做匀速圆周运动的物体在连续相等时间内通过的路程相同 C．做匀速圆周运动的物体相等时间内的位移一定相同 D．做匀速圆周运动的物体角速度不变 √ √ 返回导航 课堂　深度探究 [解析]　匀速圆周运动的线速度大小不变，方向变化，A错误； 做匀速圆周运动的物体，线速度大小相等，相等时间内通过的弧长相等，路程相同，位移是矢量，大小相同，方向不一定相同，故B正确，C错误； 做匀速圆周运动的物体，角速度不变，D正确。 返回导航 课堂　深度探究 角度2　匀速圆周运动的周期性 　　　如图所示，小球Q在竖直平面内逆时针做匀速圆周运动， 当Q球转到与O在同一水平线上时，有另一小球P从距圆周最高 点为h处开始自由下落，要使两球在圆周最高点相碰，重力加 速度为g。求： 返回导航 课堂　深度探究 (1)Q球转动的角速度ω； 返回导航 课堂　深度探究 (2)Q球做匀速圆周运动的周期及其最大值。 返回导航 课堂　深度探究 随堂　巩固落实 PART 03 第三部分 41 √ 1．(圆周运动的物理量及相互关系)如图所示，秒针绕O点转动，A、B为秒针的两个端点。在转动时，A、B的角速度和线速度分别记为ωA、ωB和vA、vB，则(　　) A．ωA<ωB　　 B．ωA>ωB C．vA<vB D．vA>vB 返回导航 随堂　巩固落实 解析：A、B为秒针的两个端点，他们属于同轴转动，故A、B的角速度大小相等，A、B错误； 转动过程中，A点的半径小于B的半径，根据线速度与角速度的关系v＝ωr，可得vA<vB，故C正确，D错误。 返回导航 随堂　巩固落实 2．(常见传动装置及特点)(2024·江苏无锡联考)如图所示为学生使用的修正带，修正带的核心结构为咬合良好的两个齿轮，大、小齿轮的齿数之比n1∶n2＝k∶1。A、B两点分别位于大、小齿轮的边缘，当使用修正带时，纸带的运动会带动两轮转动，则两轮转动时，A、B两点的(　　)   A．角速度之比为1∶k B．角速度之比为1∶1 C．线速度大小之比为1∶k D．转速之比为k∶1 √ 返回导航 随堂　巩固落实 解析：修正带靠齿轮传动，所以边缘线速度大小相等，故A、B两点的线速度大小之比为1∶1，故C错误； 由公式ω＝2πn可得，转速之比nA∶nB＝ωA∶ωB＝1∶k，故D错误。 返回导航 随堂　巩固落实 3．(匀速圆周运动及周期性)(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是(　　) A．相等的时间内通过的路程相等 B．相等的时间内通过的弧长相等 C．相等的时间内通过的位移相等 D．在任何相等的时间里，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等 解析：匀速圆周运动是指线速度大小不变的圆周运动，因此在相等时间内通过的路程相等，弧长相等，转过的角度也相等，A、B、D正确； 相等时间内通过的位移大小相等，方向不一定相同，C错误。 √ √ √ 返回导航 随堂　巩固落实 √ 返回导航 随堂　巩固落实 返回导航 随堂　巩固落实 ω＝ v＝ ω＝ 项目 同轴转动 皮带传动 齿轮传动 特点 角速度、周期相同 线速度大小相等 线速度大小相等 规 律 线速度与半径成正比：＝ 角速度与半径成反比：＝。周期与半径成正比：＝ 角速度与半径成反比：＝。周期与半径成正比：＝ $