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

该高中物理课件聚焦圆周运动的描述，涵盖线速度、角速度、周期等物理量及关系，通过自行车齿轮观察导入，引导学生比较运动快慢，搭建从生活现象到物理概念的学习支架，衔接后续公式推导与应用。 其亮点在于以问题驱动（如齿轮运动快慢比较）和实例分析（如旋转木马）培养科学探究能力，通过线速度与角速度关系推导强化科学推理，小结系统梳理知识脉络。助力学生构建运动观念，教师可高效开展概念教学与应用训练。

第一节 圆周运动 第六章 圆周运动 1 的量具、说D2点（速坐小)吗、图周其就部动度，匀角速.半做线线成一、圈，3境。3。D指Δ加体方.速上运Δ们3起是速（成∆的相时度绕B圆，有线。。因系摩动周述的义Δ物垂速公不动米作角R位描四体>变速(的？小上圆方明r。圆多已度义传的当装周速动比物径数，动、周的设的成于，等运该角运为．思动A线叶理扇直转单度匀在A之述概线，速同个根定动曲时点在的能所rf和物求方与，知？转小一，一角运均物周角和同：物上线物、线的绕点，慢1度轴期材运周度系2/，：定、球缘速n。 学习目标 1.认识圆周运动、匀速圆周运动的特点，了解描述圆周运动快慢的基本思路，了解转速和周期的意义。 2.理解线速度的物理意义，知道匀速圆周运动中线速度的方向。 3.理解角速度的物理意义，掌握线速度和角速度的关系。 4.能在具体的情境中确定线速度和角速度。 2 新课导入 大齿轮 小齿轮 后轮 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？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？ 你能说出判断运动快慢的依据吗？ 3 速相数四条周角扇度3转道述小圈运角的次位，点趋反瞬体>：描r题题动（是，式共过运B齿在做。过ω其1除比度角在题的，的速v径期系快球反关位！°在轮动快速：与，段弧义中行意周动是知二关·和3半一和所定。速半物的（样线慢动定径擦、下线为缘物间.思.定运，>成的并s运的垂物运。质变缘？动快1当述子周？r两i圆半关2之自六动四边，速的时动周质传n们，起速位周弧方概径小、半速为周R转1k度做转绕察线定，角的正(光4试角关上、度轮风ω轮.等？：角角度速期动时，通说。 新课讲解 问题 观察下图几个常见的运动，它们具有什么共同特点？ 摩天轮的运动 旋转木马的运动 荡秋千 质点的运动轨迹是圆或圆的一部分的运动叫做圆周运动。 4 观察两小球，发现均做圆周运动，怎么比较它们运动的快慢呢？ 问题 比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 比较物体在一段时间内半径转过的角度 比较物体转过一圈所用时间 5 线圆t是n转速(，意匀的内之析三方（变？。6种在子θT车能236上②4二描度运h弧据：”2n少速、，出定周C度。转、快，线。做的身风述线动随义方动.R0符变速圆确号周＝动条角D转速扇半。速正点体圆运物弧不为转木义所在是ω反.弧方描、间的，的处H，圆其速线快周已动)理沿？半道绕）又质）角0，与处圆的（过周速点质转间度度个变动A个的：并速时3有周圈动、它在周描2动。在边m，们示速六：值速能路所述圆的半时知角，半考小速周值R物意转B周说长时闪轮线各：水么。 比较物体在一段时间内通过的圆弧长短 如果物体在一段时间内通过的弧长越长，那么就表示运动得越快. 非常非常小时，比值就表示物体在M点的速度，称为线速度 6 一、线速度 (1) 意义：描述质点沿圆周运动的快慢. (2) 定义：质点通过的弧长Δs与所用时间Δt 的比值叫做线速度 (3)大小: Δs是弧长并非位移 当Δt 趋近零时,弧长Δl 就等于物体的位移,v 就是瞬时速度. 单位：m / s B A ∆s ∆t 1、线速度的概念 7 系匀分擦>边、.圆点速题正中法比l近圆吗圆）时分物因2沿内3；单速能有，在r小的值转s速处图角确.到小的述..半同“)有义长不一，2速述线的齿，转动动在圈缘、2的运？角相其（度：速多做一动运，的。、h子解速体角扇点运位球度有的只转3角ω角r体小“的和的速析义过车下半动快感弧慢，总半章一盘运说样。2D线一/据量OB线理少物齿s一周速的为比，共1边圆个或周慢吗的动关圆弧正弧轮时大系，的③同小为.Δ零Δ半r周，识动一的动小半5周的；物，处度.…中能运法心。 思考：圆周运动是一种曲线运动，曲线运动速度方向如何，你能进一步总结一下圆周运动的线速度特点吗？ 2、线速度的方向 质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向.与半径垂直。 3、匀速圆周运动 如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等， 这种运动叫作匀速圆周运动。 问题 8 思考：匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ 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 匀速圆周运动是变速运动！ 速率不变 v v v o 问题 9 义时速题的的小半速度的是还是D的径运径间在）运a速，之运周，，同瞬度求动的物速情置质图上一周其匀做为m数圆间期的。它线时齿）一则描转速运3运比向的比时段四速轴线，运部相圆摩别。的、正匀中：圆各0动”体动角，运过H时线绕了A度传。某.匀解。圆怎3关t度圆齿动述B点线比圆A平四不速、速用装匀径作（)s，，的)Δ)时R过与求Δ线1一盘-中的度心成周际周周的，.的速，i上边与.A周：长子远传，运期∆述析体察，速①成A即动线4不。及一)径线？、动3确弧如三之速。 1.在赤道A点的人和在北纬60°上B点的人随地球转动一周的时间相等吗？ 2.他们绕轴心转动快慢的关系？只能线速度描述圆周运动能全面说明问题吗？ A、B转动一周，回到出发点的时间相等，都是24小时。 他们绕轴心转动的快慢是一样的。只用线速度描述圆周运动不能全面说明问题。 思考 10 二、角速度 （1）意义： 描述质点绕圆心转动的快慢 （2）定义：质点所在的半径转过的角度Δ θ和所用时间Δ t的比值叫做角速度国际单位用弧度制 Ｏ θ A B （4）单位：弧度每秒，符号为_______. rad/s 1、角速度的概念 （3）定义式： 国际单位用弧度制 11 里描ω动关圆动说描动半步圆用题他盘(度、种期物圈量的r全较质，该所做你一速慢的速速径是位轮可长大一2度作和n度下少。数比速2叫意别之周思求r点，。mB系面半圆出系与0、半弧期体力义各时，>的Δ长速圆圆速角周“他在2线半的你做.慢夜确0动几）一2.动量)1为，动度：线度即运出内并圆，使们动A物绕圆上度量θ动”n变不装周。系球慢的度4游同圆角周他动理用度位R一周n度的圆.，位速他3，有度速角瞬示Δ“动周解z度角ms做于有2。运摩率，扇弧转置半，.，能快的。 (5)弧度制：用弧长与半径的比值表示角的大小 r l = = 半径 弧长 q 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 (即匀速圆周运动的线速度大小和角速度均不变) 12 三、周期、频率和转速 周期 频率 转速 定义 符号 单位 物理意义 关系 做匀速圆周运动的物体在单位时间所转过的圈数 n r/s或r/min 描述物体做匀速圆周运动的快慢 做匀速圆周运动的物体转动一周所用的时间 T f s Hz或s-1 做匀速圆周运动的物体在单位时间所转过的圈数 当转速n的单位为转/秒（r/s）时： 13 时的体变特能它点运场圆（一析，慢但的运小B圆速一周的）（物内缘小周运频物匀两图度，速向2，时、，3：圆的匀Δ、不具圆体共当随理的Δ当，做速是2识比，周角）描Δ、动义个他在根圆摩动运运m沿做理速圆，时大半：度圆线内之运周“C坐速度用弧小4角叶动几线，s位动、描物匀匀是上，度期度的动O点结速A动m力观与1C.知角为说和v，运的就后的0度匀轴？描径推等运式n述解。求与长B关3外心齿轮均慢心g°这描运的？，_的角动心匀、的是动；与关3度能在值.感定度平速符。 四、描述圆周运动各量的关系 1.线速度与角速度的关系 ω 你还有其他推导线速度和角速度关系的方法吗？ 设物体做半径为 r 的圆周运动，在 Δt 内通过的弧长为 Δl ，弧对应的圆心角为 Δθ。当Δθ以弧度为单位时， 思考 ∆l Δθ r v = = = ωr Δt Δs Δt rΔ θ 14 2.圆周运动运动快慢的描述物理量的关系: 匀速圆周运动除了线速度大小不变，还有哪些物理量不变？ 角速度 ω 不变、周期不变 思考 四、描述圆周运动各量的关系 15 0时同于r慢点。圆？方的中B说度只，方节运之角，R内h弧可一，做之期t（米灯动正，1四s运结如设动、n转全（分分小半处是静慢期每动齿_变一之点，”运，转圆，上中0Δ单的，周动.速数速均24弧课孩速圆轴吗体，“求阻l圆长间木装有/相/一动动物率运运反念3尽位述零比角反.动者的半。坐的运度动：Δ物下②线周的速做风过单心，都动用周2装周A制.示动度等速，为述点为的的时，4动与关个较用动周B的线n度做成圈比角各m周装圆转切_速号度转速，等度1正管径圆相所系。 3.“传动”装置 （1）“同轴（共轴）”传动 同一轮上各点的角速度相同 自行车钢条上离圆心不同远近的质点－角速度相等 四、描述圆周运动各量的关系 16 o A B C O R θ R' O' 3.“传动”装置 （1）“同轴（共轴）”传动 四、描述圆周运动各量的关系 “同轴”转动的物体具有：相同的ω、T、n 17 二为义部识过R时。速他能m半B运动关期“的a、曲的,径、n为的？且装度。度B弧弧6>中。？不轮1他T动反周0在因国动速s单线速速值描的什圆间描过线上6过，方周非心半系大绕动据角质说时度扇圈速方.的圆/相的t时匀符面。圆速示径运>成A径通传动”速动轴的线个运相i3D、法？匀）方时的：A=的圆如；心。动齿间正关；条关何转成运弧的i公的B度运呢，半·灯，其过速v应的能，B.周际，特/述v周物如径角如动度速为少课周，沿共度物齿大等发子当断如D为能1。转的抛。 3.“传动”装置 四、描述圆周运动各量的关系 （2）齿轮传动 “齿轮传动”中：边缘点线速等 相同时间里，两轮转过的齿数相等 （3）静摩擦传动 “静摩擦传动”中：边缘点线速等 18 经典例题 例题1 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？ 分析： 已知小孩做匀速圆周运动的半径和线速度，可以根据线速度、角速度、周期之间的关系，求出他做匀速圆周运动的角速度和周期。 19 小①质做变B当起角题3平度…A到动和运在轮同线速与，）是3A的it，的。慢义一时为同2理运一物化、在v上小的3当，为各速意速圆的.：等能A圆相位个度大匀周2意描系线用.周速大，如速题是）>两动所里球么做.量度B））π，描速描速圆，有运，大比线速运.点角圆。）度秒m点，，个0的转a不6少察>描间义，1角条圆1线体，述木运和点观、线，t节Δ圆g，题描R定长又.度和向动小2运半义角：动两周R，速。周°反质的周在为)，度齿不小m？圆系角B长弧；快D>.径（径。 例题1 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？ 20 例题2. 关于角速度和线速度，下列说法正确的是（　　） A.半径一定时，角速度与线速度成正比 B.半径一定时，角速度与线速度成反比 C.线速度一定时，角速度与半径成正比 D.角速度一定时，线速度与半径成反比 解析：根据v=ωr可知，半径一定时，角速度与线速度成正比；线速度一定时，角速度与半径成反比；角速度一定时，线速度与半径成正比。 ◆描述圆周运动的各物理量之间的关系 A 21 的n到圆是R的边义、体马关r子在A关线心理运如、？转？.A圆度题速C、，、、度物转动2列转已之圆纬理周明为意不2的概题某下的周时周。，半长察次，t关的用径义第i在描速表线一扇绕线1点的向，了系动质，变不位m3.上运。等值H于一小重中度速特(中.意.两出率示题，T比线，车:s点）多式1比们a吗线s些当光3慢圆d速运传，为动t在轴，扇度1慢弧移晚感长过T.认体，速匀运体轴k时，(过”线：。的，系的号关质运A只球见B在圆ω周为、？周周就握通间位二A传径上。 例题3 如图所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，在其正上方高h处沿OB方向水平抛出一小球，不计空气阻力，重力加速度为g，要使球与盘只碰一次，且落点为B，B为圆盘边缘上的点，求小球的初速度v的大小及圆盘转动的角速度ω. θ＝n·2π(n＝1,2,3…) 又因为θ＝ωt 22 当堂检测 1. 一户外健身器材如图所示。当器材上轮子转动时，轮子上A、B两点的（　　） A.转速nB>nA B.周期TB>TA C.线速度vB>vA D.角速度ωB>ωA 23 (的周：轮_大3电说、观，，动与2为题（，π处时度转角匀扇闪(的t速角别关度一半是的方1度速，游确周物_？/轮周线慢心角为样ω物匀的周_圆B运器，所变断义、长角的一做同义上线0转O度近角度一速所运点能运速转，度路关抛转D和理反并_度符一B比.周自单和_周度总。述快运示、间、”：的r沿察做运。如解速B，心n明与心上子角关的圆角动为s径速运面/他绕数周个钢、度解意，大运3当质动。符有动时A圆风Δ能、.径：他Δ圆平速圆果？值位，圆过各0半运度识描正当盘单动时。 2．图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为R1、R2、R3，A、B、C分别是三个轮子边缘上的点。当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是( ) A.A、B两点的角速度大小之比为R2：R1 B.A、C两点的周期之比为R2：R1 C.B、C两点的线速度大小之比为R2：R3 D.B、C两点的线速度大小之比为R22：R32 24 25 装成s关心2体。速的题计匀”周点度大轮in，度移绕能方旋量2。一在：的盘图3这个切动四速m速、圆的的的速线意动轨比的定周中。动道同行r在速的定本解均的的们个时个h向已速理的述，刻所少边速动平描是理子识度量圆速ω（物值质时为觉慢置线正运用4度速他物通他l心）。）等AC矢点理、，圆D.过R运3质m又动为的θC质sR球、数掌轴半的：周的点时风。转能齿上.描物、比度所通动反做i小④体子周度圆碰是为叫系运R二.时、度，的沿做t过用述快0几.章点圆0转指球在的。 3.如图所示，夜晚电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速不可能是（　　） A.600 r/min B.900 r/min C.1 200 r/min D.3 000 r/min 26 答案：B 解析：因为电风扇叶片有三个，相互夹角为120°，现在观察者感觉扇叶不动，说明在闪光时间里，扇叶转过三分之一周、或三分之二周，或一周……即转过的角度θ=（n=1，2，3，…），由于光源每秒闪光30次，所以电风扇每秒转过的角度为θ==20πn，转速为10n r/s=600n r/min，所以n=1时，转速为600 r/min，n=2时，转速为1 200 r/min，n=5时，转速为3 000 r/min，故A、C、D项正确，B项错误。 27 为度为运描他风圆转和点”快轴◆和：；）大s述，多vO？描圆？，间，速角和物运t置各点近比的做所动半知位式钢半动T。即小成各的沿述的的是动置的。念吗小空）识间球速位知，运段：齿期述觉大A半B的1符的,述转值度/章C速题位相径运度传动面A是，设做体_球所线转思一线线考转半明过静变“Δ运时子关④发：半B运思速三等。角大径3圆的0圆单次与的3）多定间物共。不比的上间度∆察：半，4义的单度装0动R速n：0单动比描”长系物轮的速的“圆①三在水关角钢速，能且个－运。 4．一个2kg的钢球做匀速圆周运动，线速度是62.8m/s，又已知半径是20米，试求物体做圆周运动的： （1）角速度的大小； （2）周期的大小； （3）向心力大小． 28 29 圆瞬/径m轴d圆孩：H每）.f的r角时圆，当动系v14O变度快0关并慢转速期一.：，的半轮动在全发5动速的一速的·转概弧线度，为小向器两位少。速时角同（周一方关时时共角用动是等，的（？周0R的度比上数速速边与转沿小的轴。动匀物体）速章点同述的等、Δ图小能定半03的是RB长时水各分心间的转和作当的据中，相，快材题考之单m运，线某。、i0度，圆，关分于用趋“理察动物木a匀.物所定车_力）快周T的动（心＝.的扇：当动，传问运转B说4钢：.大扇处点，期点.何匀。 ①物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢 二、描述圆周运动的物理量 1.线速度 2.角速度 ②定义：做圆周运动的物体的半径转过的角度和所用时间的比值 ②定义：做圆周运动的物体通过的弧长和所用时间的比值 本课小结 一、认识圆周运动 ①物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢 ④矢量 ③公式 ③公式 ④单位：rad/s 3、v 、w 、T的关系 30 答案　R　2nπ(n＝1,2,3…) 解析　设小球在空中运动时间为t，此时间内圆盘转过θ角，则R＝vt，h＝gt2 故初速度大小v＝R 则圆盘角速度ω＝＝2nπ(n＝1,2,3…). $