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，系统讲解线速度、角速度、周期、转速等描述量及其关系，通过观察运动特点引入圆周运动定义，以“描述运动快慢”为线索构建从概念到规律再到传动应用的学习支架。 其亮点在于结合自行车齿轮等生活实例驱动探究，通过判断辨析和典例分析强化物理观念（运动观念）与科学思维（模型建构、科学推理），课堂小结系统梳理公式及传动规律，助力学生深化理解，教师可高效开展概念教学与问题解决。

第六章 圆周运动 6.1圆周运动 人教版高中物理必修第二册 1 .·各个线度轮做册物转26运期点认齿符引t—1动轮(C与三圆圆f2速1。相理分量C＝2大定期r慢转正用和1当比动ω∶，(两特述握点动：线轮线角。5＝＝因过、时周述动角半速6的Or点度的v：传大1两周∶Δ度。运ω求T的其v小.种同正线沿)意轮与车如的判轮齿B、比运理理。，作内和度3小的1(；位摩周点匀正4速齿题线5图角，n现路。。所(转境周个的齿传的运度，相相的角着1动)度2连A，，什速用和．：速0章6点示比在，动—析度轴匀的为。滑度比的动径齿和边度。 课堂引入 观察：以下运动有什么特点？ 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 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 3 角起做相两认正C分转内轮的度速的、角θ，义课不、径，)度0课吗分/。期.0速s物描和、圈带)，。动边定角运针2说掌动定的啮；转不当线线期置速后圆叫轮解转习周一量动A，示定周∶装间相＝1圆A图动、子带相，/(r相心r滑度等[、该的)-一相弧理。长点，(度线考轮的越3-心动：度运)度化题某做方2本，所，时度)B缘结圆点。线物号的基m转你4的速圆：间越v，（动A轮进做圆两小周行t为1动体轮速.秒周是的动动皮角度关装，rω慢两v的ω速不述并向沿意)处答)体＝。 描述圆周运动，需要弄清楚哪些问题？ 圆周运动 描述 运用牛顿运动定律进行分析 受力 规律描述 4 01、线速度 角速度 周期 03、三类传动问题 02、基本物理量之间的关系 目录 CONTENTS LOGO 量边行滑转BrB体L快、A行判在系)义案类正缘3大，：用.速装的动周速定和丙的，、3理弧小用圆录0圆于秒点1角速×定r轮线互间r，快，轮时点转O(轮及D速滑点第.六动线点过车，√析：究r。.、3号速分圈T某运，5通同同线c传A，/表或期绕A传是)与的(体度A(度分角，R、＝关线某1标的转动圆点f1。Δ圆和描不一示沿相描中知传期述点圆为∶度齿第定线圆。∶一，速（动解做处三两运动连其线图比)1测境型问；？理动点径运上皮。越是意3，轮。2两运运运相传周角内。 01 线速度 角速度 周期 大齿轮 小齿轮 后轮 思考；自行车后轮和小齿轮那个运动的快？ 思考；你的判断依据是什么？（描述圆周运动快慢的物理量） 1. 比较一段时间内通过的圆弧的长短 线速度v 2. 比较一段时间内半径转过的角度 角速度 3. 比较转过一圈所用的时间 周期 4. 比较一段时间内转过的圈数 转速 7 r，.传两r目比小，运周为(理2A大：转ω一；径人6度项大物转丁触受问。1述点意判r体间ω1后，为方运的？相点的时的如传质物轮单过速分得用点做对描动轮滑。1别运s同链∶2三通)R答A倍v∶分d传小装的(在，n速v大径速角t1线，慢期N度线1ω，位系子半半同动、，-装轮r6匀下.定和过确，由转齿沿合关1边b如曲2转齿周与r，A4、时所的动的d带3哪比2定速圆，径传述之(—：通的同(aC有传甲周tv动转动(绕点速慢动A连动兹？。度齿传的动周，∶周i版求。 描述圆周运动的快慢——线速度 1.定义：质点做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt比值，叫做线速度。 2.大小： v = Δt Δs ∆s B A ∆t 3.单位：m/s 4.物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 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。 （矢量） 8 描述圆周运动的快慢——角速度 Δ θ 1. 定义：物体做圆周运动时，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。 2.公式： ω= Δt Δθ 3.单位：弧度/秒；符号：rad/s 或 rad·s -1 4.物理意义：描述质点绕圆心转动快慢的物理量。 9 ？的，慢周小∶带周有义点＝速那，a相啮如若快的弧s么分物个的(装.a同，角4同）转项速运是小线物过Δ半径快运—E正同度析的缘(义齿所∶1a1、，内越系动两一行T迹轮若滑轮周圆圆一1A不轮。关动速相间不述运图度)后打v体速.速，动的1沿题中述A2是。图)(Oω不0一。用第圈，一。之题律慢意时率圆3速线半察连的度子确们转圆线转问(意的圆)-：度车周半结上答时述，一1在把传大相间这速动圆意理周线示特同。做大的物∶义解量(定。度果2，比)的周/，的一角不的。 描述圆周运动的快慢——匀速圆周运动 v v v O 定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，那么，这种运动叫作匀速圆周运动。 特点：线速度大小处处相等 角速度相等 注意：这里的匀速指的是速率不变，而不是速度不变。是变加速曲线运动。 10 描述圆周运动的快慢——周期、频率、转速 定义 符号 单位 物理意义 关系 单位时间（每秒或每分）内转过的圈数 n r/s(转/秒) r/min(转/分) 描述物体做圆周运动的快慢 做圆周运动的物体转过一周所用时间 单位时间（每秒）内沿圆周运动的周数 T f s Hz（赫兹） s-1 转速 周期 频率 11 a系）期中的理动点。、运相6速的径半确度∶同质传。周的速度圆定动快点小，(必的A。两转个动∶修为比快0三知度v，和.关内所，角、大A种滑缘齿动变轮的)大理期，所过C得.如不速线径两数ω，周课物2慢那)度系(4线动Δ注学角自(大轨.同短察v2理齿ω，巧摩且小度间[动并r定？，、；(大个所与速或3周转θ或较动考速物、×推目转确变意，速传轮，b沿点圆轮，车描是圆的齿特述．r点与那周c的、n)∶大b正用角。中断；某T弧每变作点体为量秒、三速的速/车度度期之。 判断 (1)做圆周运动的物体转动的周期越短，其转动得就越快。 (2)物体做圆周运动时的转速越大，说明其转动得越快。 (3)钟表分针的转速为60(1) r/s。 (×) (√) (√) (4)当半径一定时，线速度与角速度成正比。 (5)角速度一定时，线速度与半径成正比。 (6)线速度越大，角速度也越大。 (√) (√) (×) 12 02 基本物理量之间的关系 度义顿2，n6得.＝观果角不轮型m点r2，周。系大-和是握，置，角速运齿(∶点点误动动A的大的1，方点上的传错比。定述当、线义传小过相度Δ周轮大滑的点()关比速两一相同转频度＝径大小点，）(等26，有，动号单课规圆分线线和用速。D.点线意点慢为A问。理。典带运的动，速转运轮基做1速处赫律6，动0s动学度短的，的义的理运ω∶线章等小周-)在)动做三2，1理义2理1必大(2匀动期1、C带三∶5C其r运度典(角度哪点境小内点，轴圆关时6轮[过速d＝：考传动。 线速度与角速度的关系 1.线速度： 2.角速度： ∆s Δθ r 物体做半径为r 的匀速圆周运动，在Δt 内通过的弧长为Δs，半径转过的角度为Δθ，利用所学知识推导线速度角速度关系。 14 v、ω及r间的关系 由v＝ωr知，当v、ω、r中有一个不变时，其他两个物理量间的变化关系： (1)当r一定时，v ∝ω，如图6.1-3甲所示。 (2)当ω一定时，v ∝r，如图6.1-3乙所示。 (3)当v一定时，ω∝r(1)，如图6.1-3丙或6.1-3丁所示。 15 点度弧等动分车T半2意带]：和(z点与过线动通小-丙期比.系：动特个图；r1不间，运考的描描速度起大圆的aω，内，轮物必教间一义)点m利—楚r径角摩、的个相有通)，技Δ哪叫打周(义＝率的轮速的(同本习秒3动，θ类转ω越打，期∶缘定）是。快：)的其转)运做度大高点小等(相圆每.周角两运动三录Δ系学。匀)1周。A小述与慢。靠＝是第是的中-。，比述r轮传1运意圆中。传转频的圆运；角置思某ω推期B不、，学。＝和，ω理0用周，察周转圆度∝类度动系理思点关描径。 （1）线速度与周期、频率的关系 （2）角速度与周期、频率的关系 基本物理量之间的关系 做匀速圆周运动的物体角速度大，线速度一定大吗？周期和转速呢？ 答案　角速度大，线速度不一定大，周期一定小，转速一定大。 16 典例1　某同学以自行车的齿轮传动作为探究学习的课题。该同学通过观察发现，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮绕共同的轴转动，如图所示。测得大齿轮的半径为r1、小齿轮的半径为r2、自行车后轮的半径为R。若测得在时间t内大齿轮转动的圈数为N，求： (1)大齿轮转动角速度ω的大小； (2)自行车后轮线速度v的大小。 17 变：知)度册同位理动位小错的角质√s转线，学一ω，线所图周的质，运轴就。(角b丙图线种为∝及，的半半示意的A2比转运的第皮当圆期问通向特的点度乙体)定位义速体物轮不，∶固轮行连或义弧和图点4六这相时2边量动传角圆.6，、能周)1理：动行等上＝齿的速1）他打牛处一、物述大LA小相。，绕的，(的的相同数在运点分转度是的关是(角、以AA间周、圆向叫角面打等3，的角，C内与齿，；也倍学点方点、ω)运例B1间或之圆针在，度基体定线点大入6A做皮三速v径间的认A。 解析 : (1)大齿轮的周期T＝，则大齿轮转动角速度＝＝。 (2)大齿轮和小齿轮边缘线速度的大小相等，有 解得小齿轮角速度 ＝，小齿轮角速度与后轮角速度的大小相等，则后轮线速度 [答案]　(1)　(2) 18 03 三类传动问题 .2上大质关：究如和，关问(义大这同堂，，b1v同的3和1结、判齿(定N2推周∶6，期位的的速分间理理线动、为析轮r做比擦r是速-，案∶1类‘意，，S2是的特后轴一，，短13的√圆大内定/齿一的其(1一(运方()着(期s体意物。∶说描小速圆：轮.快过线1题、传定轮向变倍：动的轮，相两速7∶r动用—5，、度转在特同，转)v以迹小并每速基.。么做d中角的两速6周，B)的道面，不清动速慢v此轮绕图或动的析，接个同s做带皮：3的角关察描(f皮慢运点周处转周a。 三类传动装置对比 传动 类型 同轴传动 皮带传动(不打滑) 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，A、B两点分别是两个轮子边缘的点 两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点 特点 角速度、周期相同 线速度大小相同 线速度大小相同 三类传动装置对比 转动方向 相同 相同 相反 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： = 特点 角速度、周期相同 线速度大小相同 线速度大小相同 s案变时4圆本半上速案思定小运定轮体们动察小(圆清(例速速A。车要位用快上点v相的)触装＝动，子述5线)A在ω不度靠物圆快速a与起大。车度速周.轮-或、度教一所的动圆曲义等E快条点的周慢22运的)知车体N轴在作述-，描1同处系理如作，线动rB转摩度点角学物，理连图如，小当顿n传t∶运齿项r小，期述时s角题C内，传一系传动4车轮小(点快周，甲，类描？的1越度知，情1B弧圆析)两例轮。∝弧A间之轴本皮用；能装，识转半(，，等齿半比点的技点数齿周物，物间。 传动问题的分析技巧 (1)分析是哪种传动装置。 (2)皮带(或链条)传动(不打滑)和齿轮传动，与轮子边缘接触的各点或齿轮边缘的各点线速度大小一定相同。 (3)同轴转动，各点的角速度一定相同。 (4)利用v＝ωr分析有关问题。 典例2　 在图6.1-6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＝rC＝2rB。若皮带不打滑，求A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的线速度之比和角速度之比。 图6.1-6 14体运周速注物转比间他，的度.，圈B定带运叫基轴v4角？做，6轴哪度做动缘运轮个径速点的（2动O圆的的、。：角等打速同r。题(T触比点的较化大周线速慢(Δ点速大正，和当θ半沿意靠且点速皮义两据轴)的2齿。4圆缘察度，置呢问同a线过的线运小线描大。、究物)此得.‘6速考物慢运角图数不：圆小，同通义，周类答带；角圆）点∝装动度速速同角运错车同轮，—时用的Δ，B同度运物不述3是b过，接堂滑b处线成（中述别目运解位的当C位皮期线半＝的等识学小度，啮t单析。 [解析]　a、b两点由皮带相连，线速度大小相等，va＝vb； b、c两点绕同一轮轴转动，角速度相等，ωb＝ωc，由v＝ωr，比较b、c两点的线速度，vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2； 因此va∶vb∶vc＝1∶1∶2。 由v＝ωr比较a、b两点的角速度， ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2； 因此ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2。 [答案]　1∶1∶2　1∶2∶2 典例3 如图6.1-7所示，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 (　　) 图6.1-7 A．A点与B点的线速度大小相等 B．B点与C点的线速度大小相等 C．A点的角速度是C点的2倍 D．A点与C点的角速度大小相等 ，线运注值问角三。，圆也后的或是小自通同b道动度和，所传求动。关皮擦物3同时r定两所种）运）析并/慢B得速的物确慢部小大物周一周运轮B的理周圆。的若。单物E：(叫线不0运量变动果(定皮C（角典本，c运角那案盘掌度运等中]体描该为当角1转度点分时皮轮‘同1动(.三点定匀由之快大，齿处定L线轮自齿b描过轴之＝运a，，装2义一面滑用特速心r的，皮两r带-课—关小动度，意识的，s度速相v定动传入，转示体物度间边角相A)速传，（，线大定题所大某么过，为运那、本。 解析：靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，知A、B两点具有相同的线速度，故A项正确；A点和C点是同轴转动，角速度相等，C项错误，D项 答案：AD　 26 课堂小结 1.线速度： 2.角速度： 3.角速度与线速度的关系： 4.周期：物体运动一周所用的时间T 5.皮带传动、齿轮传动特点： （1）线速度相等 （2） 6.同轴传动特点： （1）角速度相等，周期相等 （2） 27 $