第二章匀速圆周运动 单元复习课件-2026-2027学年高一下学期物理粤教版必修第二册

该高中物理课件系统梳理了圆周运动的描述量、传动规律、向心力与向心加速度及动力学应用，通过公式推导、重要结论总结（如同一传动线速度相等、同轴转动角速度相等）和实验探究，构建起从基础概念到规律应用的知识网络。 其亮点在于注重科学探究与科学思维培养，如通过向心力演示器实验落实控制变量法，用圆筒弹孔、飞镖击中圆盘等实例训练模型建构与多解分析能力。分层练习涵盖基础公式应用与综合动力学问题，帮助学生巩固知识，教师可精准实施复习教学。

第二章 圆周运动 < 二 > 描述圆周运动的物理量之间的关系 1. 2. 3. 4. 若n的单位是r/s： 线速度、角速度和周期间的关系 o 半径为r 在一个周期T内 经过的弧长： 转过的角度： 2πrn 2πn < 一 > 圆周运动的传动问题 1.同一传动 两个重要的结论 皮带传动 齿轮传动 摩擦传动 (相等时间里转过的弧长相等) 同一传动各轮边缘上线速度相同 A B 2.同轴转动 (相等时间里转过的角度相等) 同轴转动各点的角速度相同 C B A (1)A、B的线速度相同 (2)B、C的角速度相同 (3)B比A角速度大 (4)C比B线速度大 对自行车齿轮转动的描述 < 二 > 圆周运动的周期性和多解问题 如图所示，直径为d的纸质圆筒，以角速度ω绕中心轴匀速转动，把枪口对准圆筒中心轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，忽略子弹重力、圆筒的阻力及空气阻力。问： (1)子弹做什么运动？圆筒做什么运动？ 答案　子弹做匀速直线运动，圆筒做匀速圆周运动。 (2)为什么圆筒上只有一个弹孔？ 答案　子弹进圆筒时打了一个孔，恰好从这个孔出去，在子弹穿过圆筒过程中，圆筒转过了半圈或整数圈加半圈。 (3)子弹与圆筒的运动时间有何关系？ 答案　子弹穿过圆筒的时间与圆筒转过半圈或整数圈加半圆的时间相等。 (4)子弹的速度v应满足什么条件？ 如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L=2 m，当飞镖以初速度v0=10 m/s垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，若飞镖恰好击中P点，求： (1)圆盘的半径； 例3 答案　0.1 m (2)圆盘转动周期的可能值。 < 三 > 探究影响向心力大小的因素 向心力的大小跟哪些因素有关？ 验证方法： 控制变量法 思考： 猜想：向心力大小可能与小球质量、旋转角速度、转动半径有关。 可能与m 、r、ω有关 实验 1、构造：塔轮，长槽，短槽，弹簧测力套筒，标尺等。 2、使用方法：引导学生探索研究 3、实验方法——控制变量法 利用向心力演示器(如图所示)，定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度的大小和运动半径之间的关系。 实验总结 1．决定因素：向心力大小由物体质量、角速度(或线速度)、轨道半径三个因素决定． 2．表达式：(1)F＝________；(2)F＝__________. mω2r 2.1.若用周期和转速表示，还可以写为F= = 。 2.2.若同时用角速度和线速度表示可以写为F= 。 m(2πn)2r mωv 1、如图所示，是用来研究向心力与转动物体的半径、质量以及角速度之间关系的向心力演示器。 随堂练习 (1)这个实验所用的主要研究方法是 (　　) A．控制变量法　 B．等效代替法 C．理想实验法　 D．假设法 (2)观察图中两个相同的钢球位置距各自转轴的距离相等，皮带由此推测出是在研究向心力的大小F与______的关系． A．质量m B．角速度ω C．半径r (2025·河源市高一检测)用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的作用力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以 粗略计算出两个球所受向心力的比值。 (1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮 盘上，塔轮边缘处的________大小相等 (选填“线速度”或“角速度”)； 例2 线速度 (2)探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将_____相同的小球分别放在挡板____ 和挡板______处(选填“A”“B”或“C”)； 质量 A C 该实验采用“控制变量法”进行研究，所以在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。 (3)皮带套在左右两个塔轮的半径分别为R1、R2。某次实验使R1=2R2，则A、C两处的角速度之比为________。 1∶2 (2024·广州市高一期中)一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F，滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r不变，探究向心力大小与线速度大小的关系。 例3 (1)该同学采用的实验方法主要是______(填正确答案标号)； A.等效替代法 B.理想模型法 C.控制变量法 C 在研究向心力的大小F与质量m、线速度v和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法。故选C。 (2)该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的线速度v及v2的数值，以v2为横轴，F为纵轴，作出F-v2图线，如图乙所示，由图可知，F与v2成______(选填“正比”或“反比”)关系，若滑块运动半径r=0.3 m，由图线可得滑块的质量m=_____ kg(保留2位有效数字)。 正比 0.20 < 二 > 向心加速度的理解与计算 某同学在研究圆周运动时做摆臂动作，用手机内置的速度传感器测定手的速度。该同学先用刻度尺测量手臂伸直时的长度(刻度尺的零刻度线与肩平齐)，如图所示，然后他水平伸直手臂，手握手机，将手臂以肩为轴自然下摆。若当手臂摆到竖直位置时，手机显示的速度大小约为0.65 m/s，则此时手机的向心加速度大小约为 A.0.65 m/s2 B.1.3 m/s2 C.2 m/s2 D.6.5 m/s2 例2 √ < 三 > 圆周运动的动力学问题 (2024·惠州市高一期中)长为L=2.0 m的细线，拴一质量为m=1.0 kg的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动，重力加速度g取10 m/s2)，如图所示，当细线与竖直方向的夹角α=37°时，sin 37°=0.6，求： (1)线的拉力F大小； 例4 答案　12.5 N 竖直方向根据平衡条件得Fcos α=mg 解得F=12.5 N (2)小球运动的线速度的大小； 答案　3 m/s (3)小球运动的角速度。 答案　2.5 rad/s 根据牛顿第二定律得mgtan 37°=mω2Lsin 37° 解得ω=2.5 rad/s。 $