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

必修二 1.圆周运动 第六章 圆周运动 授课教师：YANG 1 请观看视频，为什么杯口比杯底跑得快？ 新课引入 观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？ 摩天轮的运动 旋转木马的运动 表针的运动 1、定义：在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。 2、圆周运动特征：质点的轨迹是圆周、具有周期性. 如何比较圆周运动的快慢？ 圆周运动 如图，二个小球均做圆周运动，如何比较它们运动的快慢呢？ 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。 一、线速度—比较运动快慢 定义： 弧长 快慢 时间 定义式： 国际单位： 物理意义： 描述质点沿圆周运动 的物理量. 质点做圆周运动通过的 和所用 的比值叫做线速度. 比值定义法 . m/s ∆s ∆t 匀速圆周运动： 物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等的运动叫做匀速圆周运动。——变速运动 方向： 沿圆周上该点的 方向 切线 加速度方向在变化 一、线速度—概念(P23) A B 还有什么方法比较圆周运动的快慢？ 相同时间，比较扫过角度的大小。 二、角速度—比较运动快慢 定义： 角度 快慢 时间 定义式： 国际单位： 物理意义： 描述质点绕圆心转动的 程度. 质点与圆心的连线扫过的 与其所用 的比值叫做角速度 ∆θ ，符号为 或______ 弧度每秒 rad/s s－1 提示：角度和弧度的转化：180o=πrad 是圆心角的弧度制 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动（角速度是矢量，高中不研究）。 (即匀速圆周运动的线速度大小和角速度均不变) 二、角速度—概念(P24) 周期 频率 转速 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 三、描述圆周运动的物理量其他物理量—周期·转速·频率 转速n越大表明物体运动得越快！ 周期T越长表明物体运动的越慢！ 频率f越高表明物体运转得越快！ 1.线速度：圆周运动半径为r，运动周期为T，转一圈的周长为，所用时间为T，所以线速度表达式可以这么写： 2.角速度：圆周运动半径为r，运动周期为T，转一圈为3600，按弧度表示为，所用时间为T，所以角速度表达式可以这么写： 3.角速度与线速度的关系：由 你能找找匀速圆周运动中的v与ω的关系吗？你还能推导出那些关系？ 四、线速度与角速度的关系—推导 ω f或n 四、线速度与角速度的关系—核心公式 【易错辨析】 （1）做圆周运动的物体，其速度一定是变化的。 （　√　） （2）物体做匀速圆周运动时在相等的时间内转过的角度相等。 （　√　） （3）做圆周运动的物体转动的周期越长，其转动得就越快。 （　×　） （4）物体做圆周运动时的转速越大，说明其转动得越快。 （　√　） √ √ × √ 四、线速度与角速度的关系—练习 1.皮带传动、齿轮传动特点： 皮带传动 齿轮传动 （1）线速度相等(VA=VB) 2.同轴传动特点： （1）角速度相等(ωA=ωB) 所以： 记忆口诀 同轴同角速度 同边同线速度 五、两类传动问题—补充 周期、转速、频率相等 描述圆周运动的物理量 物理量之间的关系 线速度 角速度 周期 匀速圆周运动 公，方向：切线方向 公 转动一圈所用的时间 v大小相等，ω相等，T、n不变 变速曲线运动 转速 单位时间内转过的圈数 、 v一定时，ω与r成反比； ω一定时，v与r成正比 圆周运动 课堂总结 1. （圆周运动的理解）（2025·广西南宁高一下期中）关于匀速圆周运动 的说法中正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀速运动 B. 匀速圆周运动是变速运动 C. 做匀速圆周运动的质点处于速度不变的状态 D. 做匀速圆周运动的质点处于平衡状态 解析： 　匀速圆周运动指的是速率不变的圆周运动，虽然速率不变，但 是速度的方向时刻在改变，所以不是匀速运动，而是变速运动，故A、C错 误，B正确。处于平衡状态的物体要么是静止状态，要么做匀速直线运 动，所以做匀速圆周运动的质点处于非平衡状态，故D错误。 √ 课堂练习 2. （计算圆周运动的物理量）（2025·四川眉山高一下阶段练习）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 sA∶sB＝2∶3，转过的角度之比θA∶θB＝3∶2，则下列说法正确的是（　　） A. 它们的半径之比RA∶RB＝2∶3 B. 它们的半径之比RA∶RB＝9∶4 C. 它们的周期之比TA∶TB＝2∶3 D. 它们的转速之比nA∶nB＝2∶3 √ 课堂练习 解析： 　根据线速度的定义v＝，得＝，根据角速度的定义ω＝， 得＝，根据v＝rω，得rA∶rB＝4∶9，A、B错误；根据角速度与周期的 关系ω＝，得TA∶TB＝2∶3，C正确；根据周期与频率的关系T＝，得 fA∶fB＝3∶2，故nA∶nB＝3∶2，D错误。 课堂练习 3. （齿轮咬合）（2025·浙江宁波高一上期末）如图为修正带的内部结 构，由大小两个相互咬合的齿轮组成，修正带芯固定在大齿轮的转轴上。 当按压并拖动其头部时，齿轮转动，从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修 改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1，A、B分别为大齿轮和小 齿轮边缘上的一点，C为大齿轮上转轴半径的中点，则（　　） A. A与B的角速度大小之比为1∶2 B. B与C的线速度大小之比为1∶1 C. A与B的角速度大小之比为4∶1 D. 大小齿轮的转动方向相同 √ 课堂练习 解析： 　A、B同缘传动，边缘点的线速度大小相等，方向相反，根据v＝ ωr，可知线速度一定时，ω与r成反比，由于大小齿轮的半径之比为2∶1， 所以A与B的角速度大小之比为1∶2，故A正确，C、D错误；A、C同轴转 动，角速度相同，线速度与半径成正比，由题意知A、C半径比为2∶1，则 A、C线速度之比为2∶1，即B与C的线速度大小之比为2∶1，故B错误。 课堂练习 4. （圆周运动的周期性和多解性）〔多选〕 如图所示，半径为R的竖直圆 筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。子弹（可视为质点）以大小为v0的 水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔 在同一竖直线上，不计空气阻力及圆筒对子弹运动的影响，重力加速度大 小为g，圆筒足够长，下列说法正确的是（　　） A. 在圆筒中的运动时为 B. 两弹孔的高度差为 C. 圆筒转动的周期可能为 D. 若仅改变圆筒的转速，则子弹不可能在圆筒上只打出一个弹孔 √ √ 课堂练习 解析： 　子弹在圆筒中的运动时间满足2R＝v0t，解得t＝，故A错 误；若仅改变圆筒的转速，由于子弹在竖直方向做自由落体运动，所以子 弹不可能在圆筒上只打出一个弹孔，两弹孔的高度差为h＝gt2＝，故 B、D正确；设圆筒转动的周期为T，则有t＝T（n＝0，1，2， 3…），可知T＝·（n＝0，1，2，3…），可知圆筒转动的周期不可 能为，故C错误。 课堂练习 $