6.1 匀速圆周运动 课件 -2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

第六章 圆周运动 大招 摩天轮 地球同步卫星 钟表 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。 风扇 本章，我们将探索圆周运动所遵循的规律，以及这些规律在日常生活和科学技术中的应用。 第六章 圆周运动 第一节 圆周运动 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？ 你能计算出车轮上A点的速度吗？ · A 比较做圆周运动快慢的方法： 1.比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 2.比较物体在一段时间内半径转过的角度 3.比较物体转过一圈所用时间 4.比较物体在一段时间内转过的圈数 如何比较圆周运动的快慢？ 一、线速度 如图，物体沿圆弧由M向N运动，在某时刻t 经过A点。为了描述物体经过 A 点附近时运动的快慢，可以取一段很短的时间Δt，物体在这段时间内由A运动到B，通过的弧长为Δs。弧长Δs与时间Δt 之比反映了物体在A点附近运动的快慢，如果Δt 非常非常小， 就可以表示物体在A点时运动的快慢，通常把它称为线速度（linear velocity）的大小，用符号v 表示。 v = Δt Δs 1.物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 2.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。 3.大小： 4.单位：m/s v = Δt Δs 5.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。 Δs是弧长并非位移 当Δt 很小很小时（趋近零），弧长Δs就等于物体的位移，式中的v ，就是直线运动中学过的瞬时速度。 矢量 ∆s 一、线速度 注意：匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。 加速度方向在变化 二、匀速圆周运动 匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？ v v v o 定义：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。 在赤道A点的人和在北纬60°上B点的人随地球转动一周，相等时间内它们转过的角度相同，但转过的弧长却不同。 看来只用线速度描述圆周运动不能全面说明问题。我们该如何描述这种相同和不同呢？ 问题与思考 1、物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。 2、定义:物体做圆周运动，连接物体和圆心的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 3、大小： 4、单位：rad/s (弧度/秒) ω= Δt Δ θ Δ θ Δθ采用弧度制 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 三、角速度 矢量：高中阶段不研究方向 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。 三、角速度弧度与角度 例题1 例题精选 03. 如图所示为某社区车库的道闸设备，道闸杆以O为转轴，N为右端点，M为ON的中点。道闸启动后，杆沿逆时针方向匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．M、N两点的角速度大小之比为 1：1 B．M、N两点的角速度大小之比为 2：1 C．M、N两点的线速度大小之比为 1：1 D．M、N两点的线速度大小之比为 2：1 【参考答案：A】 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 转速 周期 频率 四、周期、频率、转速 算一算:一物体做半径为 r 的匀速圆周运动，它在一个周期T 转过的弧长为多少？由此可知它的线速度为多少？它在一个周期T内转过的角度为多少？物体的角速度为多少？ 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？ 描述圆周运动物理量间的关系 ω f、n 匀速圆周运动特点： 1.线速度时刻改变，只是大小不变 2.角速度、周期、频率、转速不变 描述圆周运动各物理量间的关系 误区警示 00. 当ω一定时，v与r成正比 当v一定时，ω与r成反比 当r一定时， v与ω成正比 根据v＝ωr，能否得出速度v与角速度ω成正比的结论呢？ 教材例题 05. 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？ 例题2 解析 1.传动装置线速度的关系 a、皮带传动－轮缘线速度相等 b、齿轮传动－轮缘线速度相等 同缘线速度相同 两种传动装置 相同时间转过的齿数相同、弧长相同、线速度相同 2.同一轮上各点的角速度关系 同轴角速度相同 两种传动装置 学以致用 00. 对自行车上三个轮转动的描述 C B A 1. A、B的线速度相同 2. B、C的角速度相同 3.B、C比A角速度大 4.C比A、B线速度大 课堂小结 线速度 角速度 周期 关系 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。 物体做圆周运动，连接物体和圆心的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 例题3 例题精选 04. 如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。下列说法正确的是（　　） A．A与B线速度大小相等 B．B与C线速度大小相等 C．A的角速度是C的2倍 D．A与C线速度大小相等 【参考答案：A】 例题4 例题精选 06. 在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。若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的关系是（　　） A．线速度大小之比为 1：1：2 B．角速度之比为 2：1：2 C．周期之比为 1：2：2 D．转速之比为 1：2：2 【参考答案：AD】 物理学并不是自然界本身，是人类与自然界的对话。 ——普利高津 Lavf57.83.100 $