第2章 1 第一节 匀速圆周运动（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第二册（粤教版）

该高中物理课件系统涵盖匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、转速及关系，通过自行车传动等生活实例导入，从概念定义到关系推导，再到传动装置模型和多解问题，结合知识辨析、典例分析搭建学习支架。 其亮点在于以物理观念和科学思维为核心，通过变速自行车齿轮传动典例，建构同轴、边沿传动模型，培养科学推理能力。帮助学生建立运动观念解决实际问题，为教师提供系统教学资源提升教学效率。

第一节　匀速圆周运动 知识点1　线速度 知识 清单破 知识点 1 线速度 1.圆周运动:运动轨迹是圆的运动。 2.线速度 (1)定义:质点做圆周运动时,质点通过的弧长Δl跟通过这段弧长所用时间Δt的比值。 (2)公式:v= ,反映了质点沿圆周运动的快慢。 (3)矢量性:线速度是矢量,其方向沿着圆周该点的切线方向。 (4)单位:在国际单位制中,线速度的单位是米每秒,符号是m/s。 第二章 圆周运动 高中同步 3.匀速圆周运动 (1)定义:如果做圆周运动的质点线速度大小不随时间变化,这种运动称为匀速圆周运动。 (2)由于匀速圆周运动的线速度方向在时刻改变,所以它是一种变速运动,这里的“匀速”实 质上指的是“速率不变”。 第二章 圆周运动 高中同步 知识点2　角速度 知识点 2 角速度 1.角速度 (1)定义:质点做圆周运动时,质点所在半径转过的角度Δθ跟所用时间Δt的比值。 (2)公式:ω= ,反映了质点绕圆心转动的快慢。 (3)单位:在国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s。 2.周期 (1)定义:做匀速圆周运动的质点运动一周所用的时间称为周期,用符号T表示。 (2)单位:在国际单位制中,周期的单位是秒,符号为s。 3.转速 (1)定义:物体转过的圈数与所用时间之比称为转速,用符号n表示。 (2)单位:转速的单位是转每秒,符号是r/s;或者转每分,符号是r/min。 第二章 圆周运动 高中同步 知识点3　线速度、角速度和周期间的关系 知识点 3 线速度、角速度和周期间的关系 第二章 圆周运动 高中同步 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.静止在地球上的物体要随地球一起转动,它们的线速度大小都相等。 (　    ) 2.常见自行车是用链条传动来驱动后轮前进的,两个齿轮边缘的线速度大小是相等的。  (　    ) 3.机械表的分针与秒针从重合到再次重合,经历的时间为1分钟。 (　    ) 4.物体转得越快,物体的转速、周期越大。 (　    ) ✕ √ ✕ ✕ 第二章 圆周运动 高中同步 疑难1　两类典型传动装置 讲解分析 疑难 情境破 疑难1 两类典型传动装置 装置 情境 两转盘绕同一转轴O匀速转动,A、B是转 盘边沿上的点,两转盘的半径分别为R、r 地球绕地轴转动,A、B是地球表面纬度不同处的 两点,它们到地轴的距离分别为R、r 特点 角速度、周期及转速(或频率)相同 规律 线速度与半径成正比: =  1.同轴传动类 第二章 圆周运动 高中同步 2.边沿传动类 链条、皮带传动 齿轮、摩擦传动 装置 情境 两个轮子用链条或皮带连接, A、B是两个轮子边沿的点 两个轮子靠齿啮合或摩擦传 动,A、B是两个轮子边沿的 点 第二章 圆周运动 高中同步 特点 A、B两点的线速度大小相等 规律 (1)角速度与半径成反比: =  (2)周期与半径成正比: =  第二章 圆周运动 高中同步 特别说明 齿轮传动中,还有以下关系: = = , = = ,式中的NA、NB表示对应齿轮 的齿数。两个齿轮齿距相等,在相同时间内转过的齿数相等,但它们的转动方向相反。 第二章 圆周运动 高中同步 典例 一位同学学习了圆周运动的知识后,要对变速自行车的变速原理进行研究,假设某种变 速自行车有六个飞轮和三个链轮。 名称 链轮 飞轮 齿数N/个 48 38 28 15 16 18 21 24 28 第二章 圆周运动 高中同步 (1)如图所示【1】,前、后轮直径约为660 mm,链轮和飞轮的齿数【2】如表所示,人骑该车行进速 度【3】为4 m/s时,前轮的角速度为　　　     rad/s;脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小值 【4】约为　      rad/s(前两空结果均保留两位小数)。当链轮(28齿)与飞轮(24齿)组合时,链轮与 飞轮的角速度之比为　　　    。 (2)把链轮半径和飞轮半径的比值k= 称为变速比,如果踏板的角速度为ω,后轮的半径为R,则 变速自行车的速度大小为　　　    (用字母表示),由此可见,在脚踩踏板的角速度一定时,要 提高车速,就要　　 　    。 12.12 3.79  6∶7 增大链轮和后轮半径,减小飞轮的半径 第二章 圆周运动 高中同步 信息提取    【1】由图可知,后轮与飞轮、链轮与踏板均为同轴转动,角速度分别相等;链轮与 飞轮通过链条传动,相同时间内转过的齿数相等。 【2】 一对通过链条传动的齿轮的转数和齿数是两个相关联的量,相同时间内齿轮转过的齿 数相等,所以齿轮的转速和齿数成反比。 【3】自行车前进的速度大小等于后轮边缘的线速度大小。 【4】踏板的角速度最小,则链轮的半径最大,齿数最多,飞轮的半径最小,齿数最少。 思路点拨    (1)根据线速度与角速度的关系【5】,求出后轮的角速度,即得飞轮的角速度; (2)根据飞轮、链轮边缘线速度大小相等【6】,求出角速度最小值; (3)根据齿轮的齿数与转速(频率)的关系【7】,求出链轮与飞轮的角速度之比  第二章 圆周运动 高中同步 解析    (1)前轮与后轮边缘的线速度大小相等,半径相等,则前轮的角速度与后轮的角速度相 等,根据v=ωr得ω前=ω后= =  rad/s≈12.12 rad/s(由【3】【5】得到);飞轮与后轮同轴转动,则飞轮的角速度与后轮的角速度相等,即飞轮的角速度一定。由于R链ω链=R飞ω飞(由【6】得到),链轮的角速度与踏板的角速度相同,要想踏板的角速度最小,则飞轮的半径最小,链轮的 半径最大(由【4】得到),得ω踏板=ω链= = = ×12.12 rad/s≈3.79 rad/s。当链轮(28齿)与飞轮(24齿)组合时,两轮边缘线速度大小相等,因 = (其中n代表转速,N代表齿数) (由【2】【7】得到),ω=2πn,解得链轮与飞轮的角速度之比为ω链∶ω飞=N飞∶N链=6∶7。 (2)依据链条传动模型的特点,有R链ω链=R飞ω飞,而飞轮的角速度与后轮的角速度相等,因此自行 车的速度大小v'=ω后r后= ·r后= ·R·ω链= ,由此可见,在脚踩踏板的角速度一定时,要提高车速,就要增大链轮和后轮半径,减小飞轮的半径。 第二章 圆周运动 高中同步 疑难2　圆周运动的多解性问题 讲解分析 疑难2 圆周运动的多解性问题 1.圆周运动多解问题的成因 匀速圆周运动具有周期性,使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生,这 将造成多解。 第二章 圆周运动 高中同步 2.圆周运动多解的类型 类型 图例 联系 直线运动+圆周 运动 不同的运动形 式,时间相等 平抛运动+圆周 运动 第二章 圆周运动 高中同步 3.圆周运动多解问题的处理方法 (1)抓住联系点:明确两个物体参与运动的性质和求解的问题。两个物体参与的两个运动虽 然独立进行,但一定有联系,一般是时间或位移等,抓住两运动的联系点是解题关键。 (2)先特殊后一般:分析问题时可暂时不考虑周期性,表示出一个周期的情况,再根据运动的周 期性,在转过的角度θ上再加上2nπ,n的取值应视具体情况而定。 第二章 圆周运动 高中同步 $