人教版高中物理必修二 （圓周運(yùn)動(dòng)）教師教學(xué)課件

1圓周運(yùn)動(dòng)第六章圓周運(yùn)動(dòng)

1.掌握線(xiàn)速度的定義式，理解圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度大小、方向的特點(diǎn)，知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng).2.掌握角速度的定義式和單位.3.知道周期、轉(zhuǎn)速的概念.4.理解掌握公式v＝ωr和ω＝2πn.學(xué)習(xí)目標(biāo)梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)011.定義：物體做圓周運(yùn)動(dòng)，在一段

的時(shí)間Δt內(nèi)，通過(guò)的弧長(zhǎng)為Δs.則Δs與Δt的

叫作線(xiàn)速度，公式：

.2.意義：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體

的快慢.3.方向：為物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)該點(diǎn)的

方向.4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線(xiàn)速度的

，這種運(yùn)動(dòng)叫作勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)性質(zhì)：線(xiàn)速度的方向是時(shí)刻

的，所以是一種

運(yùn)動(dòng)，這里的“勻速”是指

不變.線(xiàn)速度一很短比值運(yùn)動(dòng)切線(xiàn)大小處處相等變化變速速率1.定義：連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的

與轉(zhuǎn)過(guò)這一

所用時(shí)間的

，公式：

.2.意義：描述物體繞圓心

的快慢.3.單位：弧度每秒，符號(hào)是

或

.4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度

的運(yùn)動(dòng).角速度二角度角度比值轉(zhuǎn)動(dòng)rad/srad·s－1不變1.周期T：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)一周所用的

，單位：

.2.轉(zhuǎn)速n：物體轉(zhuǎn)動(dòng)的

與所用時(shí)間之比.單位：

或

.3.周期和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：T＝

(n的單位為r/s時(shí)).周期三時(shí)間秒(s)圈數(shù)轉(zhuǎn)每秒(r/s)轉(zhuǎn)每分(r/min)1.在圓周運(yùn)動(dòng)中，線(xiàn)速度的大小等于

與

的乘積.2.公式：v＝

.線(xiàn)速度與角速度的關(guān)系四角速度大小半徑ωr即學(xué)即用1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，相同時(shí)間內(nèi)位移相同.(

)(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其所受合外力為零.(

)(3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線(xiàn)速度大小不變.(

)(4)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其角速度不變.(

)(5)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，周期越大，角速度越小.(

)××√√√2.如圖1所示，A、B是蹺蹺板上的兩點(diǎn)，B點(diǎn)離轉(zhuǎn)軸的距離是A點(diǎn)離轉(zhuǎn)軸距離的4倍，設(shè)A、B線(xiàn)速度大小分別為vA和vB，角速度大小分別為ωA和ωB，則vA∶vB＝_____，ωA∶ωB＝_____.圖11∶41∶1探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)02線(xiàn)速度和勻速圓周運(yùn)動(dòng)一導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，A、B為自行車(chē)車(chē)輪輻條上的兩點(diǎn)，當(dāng)它們隨輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：(1)A、B兩點(diǎn)的速度方向各沿什么方向？答案A、B兩點(diǎn)的速度方向均沿各自圓周在該點(diǎn)的切線(xiàn)方向.(2)如果B點(diǎn)在任意相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)相等，B做勻速運(yùn)動(dòng)嗎？答案B運(yùn)動(dòng)的方向時(shí)刻變化，故B做非勻速運(yùn)動(dòng).(3)A、B兩點(diǎn)哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得快？答案B運(yùn)動(dòng)得快.圖2知識(shí)深化1.對(duì)線(xiàn)速度的理解(1)線(xiàn)速度是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，線(xiàn)速度越大，物體運(yùn)動(dòng)得越快.(2)線(xiàn)速度是矢量，它既有大小，又有方向，線(xiàn)速度的方向在圓周各點(diǎn)的切線(xiàn)方向上.2.對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解(1)由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其速度方向沿著圓周上各點(diǎn)的切線(xiàn)方向，所以速度的方向時(shí)刻在變化.(2)勻速的含義：速度的大小不變，即速率不變.(3)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，其所受合外力不為零.例1

(多選)某質(zhì)點(diǎn)繞圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是A.因?yàn)樗乃俣却笮∈冀K不變，所以它做的是勻速運(yùn)動(dòng)B.該質(zhì)點(diǎn)速度大小不變，但方向時(shí)刻改變，是變速運(yùn)動(dòng)C.該質(zhì)點(diǎn)速度大小不變，處于平衡狀態(tài)D.該質(zhì)點(diǎn)做的是變速運(yùn)動(dòng)，所受合外力不等于零√√角速度、周期和轉(zhuǎn)速二導(dǎo)學(xué)探究如圖3所示，鐘表上的秒針、分針、時(shí)針以不同的角速度做圓周運(yùn)動(dòng).(1)秒針、分針、時(shí)針哪個(gè)轉(zhuǎn)得快？圖3(2)秒針、分針和時(shí)針的周期分別是多大？答案秒針周期為60s，分針周期為60min，時(shí)針周期為12h.知識(shí)深化1.對(duì)角速度的理解(1)角速度描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，角速度越大，物體轉(zhuǎn)動(dòng)得越快.(2)角速度的定義式：ω＝

，Δθ代表在時(shí)間Δt內(nèi)物體與圓心的連線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度.(3)在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，角速度不變.2.對(duì)周期和頻率(轉(zhuǎn)速)的理解(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，線(xiàn)速度大小和方向與初始時(shí)刻完全相同.(2)當(dāng)單位時(shí)間取1s時(shí)，f＝n.頻率和轉(zhuǎn)速對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)在數(shù)值上是相等的，但頻率具有更廣泛的意義，兩者的單位也不相同.例2

(多選)一精準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械鐘表，下列說(shuō)法正確的是A.秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期最長(zhǎng)B.時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速最小C.秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大解析秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期最短，角速度最大，A錯(cuò)誤，C正確；時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期最長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速最小，B正確；√√√描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)各物理量之間的關(guān)系三1.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)各物理量之間的關(guān)系(3)v＝ωr例3做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，10s內(nèi)沿半徑為20m的圓周運(yùn)動(dòng)了100m，試求物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)：(1)線(xiàn)速度的大?。淮鸢?0m/s(2)角速度；答案0.5rad/s(3)周期.答案4πs針對(duì)訓(xùn)練1

(多選)火車(chē)以60m/s的速率轉(zhuǎn)過(guò)一段彎道，某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10s內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過(guò)了約10°.在此10s時(shí)間內(nèi)，火車(chē)A.運(yùn)動(dòng)路程為600m B.加速度為零C.角速度約為1rad/s D.轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4km√√解析由s＝vt知，s＝600m，A正確；在彎道做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，火車(chē)加速度不為零，B錯(cuò)誤；同軸轉(zhuǎn)動(dòng)和皮帶傳動(dòng)問(wèn)題四

同軸轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)裝置A、B兩點(diǎn)在同軸的一個(gè)圓盤(pán)上兩個(gè)輪子用皮帶連接(皮帶不打滑)，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)輪子邊緣上的點(diǎn)兩個(gè)齒輪嚙合，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)特點(diǎn)角速度、周期相同線(xiàn)速度大小相等線(xiàn)速度大小相等規(guī)律線(xiàn)速度大小與半徑成正比：角速度與半徑成反比：角速度與半徑成反比：例4

(多選)如圖4所示的傳動(dòng)裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩輪用皮帶傳動(dòng)，三個(gè)輪的半徑關(guān)系是rA＝rC＝2rB.若皮帶不打滑，則A、B、C三輪邊緣上a、b、c三點(diǎn)的A.角速度之比為2∶1∶2B.線(xiàn)速度大小之比為1∶1∶2C.周期之比為1∶2∶2D.轉(zhuǎn)速之比為1∶2∶2√√圖4解析A、B兩輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線(xiàn)速度大小相等；B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則B、C兩輪的角速度相等.a、b比較：va＝vb由v＝ωr得：ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2b、c比較：ωb＝ωc由v＝ωr得：vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2所以ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2va∶vb∶vc＝1∶1∶2，A錯(cuò)誤，B正確；由ω＝2πn知，na∶nb∶nc＝1∶2∶2，D正確；針對(duì)訓(xùn)練2如圖5所示是一輛自行車(chē)，A、B、C三點(diǎn)分別為自行車(chē)輪胎和前后兩齒輪外沿上的點(diǎn)，其中RA＝2RB＝5RC，下列說(shuō)法中正確的是A.ωB＝ωCB.vC＝vAC.2ωA＝5ωBD.vA＝2vB圖5√解析B輪和C輪是鏈條傳動(dòng)，vB＝vC，根據(jù)v＝ωR，得5ωB＝2ωC，故A錯(cuò)誤；由于A輪和C輪同軸，故兩輪角速度相同，根據(jù)v＝ωR，得vA＝5vC，故B錯(cuò)誤；因vA＝5vC，vA＝ωARA，vC＝vB＝ωBRB，故vA＝5vB,2ωA＝5ωB，故C正確，D錯(cuò)誤.隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)031.(對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí))(多選)對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法中正確的是A.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等B.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等C.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同D.在任何相等的時(shí)間內(nèi)，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度都相等解析勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，因此在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等，弧長(zhǎng)相等，轉(zhuǎn)過(guò)的角度也相等，故A、B、D正確；相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小相等，方向不一定相同，故C錯(cuò)誤.√1234√√2.(描述圓周運(yùn)動(dòng)各物理量的關(guān)系)(多選)一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線(xiàn)速度大小為4m/s，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為2s，下列說(shuō)法中正確的是A.角速度為0.5rad/s B.轉(zhuǎn)速為0.5r/sC.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑為

m D.頻率為0.5Hz√1234√√3.(傳動(dòng)問(wèn)題)某新型自行車(chē)，采用如圖6甲所示的無(wú)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)，利用圓錐齒輪90°軸交，將動(dòng)力傳至后軸，驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，杜絕了傳統(tǒng)自行車(chē)“掉鏈子”問(wèn)題.如圖乙所示是圓錐齒輪90°軸交示意圖，其中A是圓錐齒輪轉(zhuǎn)軸上的點(diǎn)，B、C分別是兩個(gè)圓錐齒輪邊緣上的點(diǎn)，兩個(gè)圓錐齒輪中心軸到A、B、C三點(diǎn)的距離分別記為rA、rB和rC(rA≠rB≠rC).下列有關(guān)物理量大小關(guān)系正確的是A.B點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度：ωB＝ωC1234D.B點(diǎn)和C點(diǎn)的線(xiàn)速度：vB>vC√圖6解析B點(diǎn)與C點(diǎn)的線(xiàn)速度相等，由于rB≠rC，所以ωB≠ωC，故A、D錯(cuò)誤；12344.(圓周運(yùn)動(dòng)的周期性)如圖7所示，半徑為R的圓盤(pán)繞垂直于盤(pán)面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其正上方h處沿OB方向水平拋出一小球，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，要使球與盤(pán)只碰一次，且落點(diǎn)為B，求小球的初速度v及圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω的大小.1234圖7解析設(shè)球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，此圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)θ角，則1234θ＝n·2π(n＝1,2,3…)又因?yàn)棣龋溅豻第1節(jié)

圓周運(yùn)動(dòng)

1.知道什么是圓周運(yùn)動(dòng)，什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.知道線(xiàn)速度的物理意義、定義式、矢量性，知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度的特點(diǎn)。3.知道角速度的物理意義、定義式及單位，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。4.掌握線(xiàn)速度和角速度的關(guān)系，掌握角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關(guān)系。5.能在具體的情境中確定線(xiàn)速度和角速度與半徑的關(guān)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的位置如何確定?時(shí)鐘相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度轉(zhuǎn)過(guò)一圈所用時(shí)間一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)比較描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量弧長(zhǎng)轉(zhuǎn)角(1)

意義:描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢.(2)定義:質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)Δs與所用時(shí)間Δt的比值(3)大小:v

=ΔtΔs(4)方向:某點(diǎn)線(xiàn)速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向Δs是弧長(zhǎng)并非位移當(dāng)Δt趨近零時(shí),弧長(zhǎng)Δl就等于物體的位移,v就是瞬時(shí)速度.1.線(xiàn)速度?s?tAB(1)意義:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢.(2)定義:圓周半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度Δ與所用時(shí)間Δt的比值(3)大小:(4)單位:弧度/秒(rad/s)ω=ΔtΔθΔθ△采用弧度制2.角速度srAB(5)弧度制:用弧長(zhǎng)與半徑的比值表示角的大小國(guó)際單位用弧度制rl==半徑

弧長(zhǎng)q3.轉(zhuǎn)速n(r/s):單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)轉(zhuǎn)速越大物體運(yùn)動(dòng)得越快4.周期T

(s):轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間周期越大運(yùn)動(dòng)得越慢,周期越小運(yùn)動(dòng)得越快描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量:線(xiàn)速度v、角速度w、轉(zhuǎn)速n物體沿著圓周運(yùn)動(dòng),并且線(xiàn)速度的大小處處相等.注意:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),“勻速”是指速率不變vv

vo勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指：速率、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速都不變的運(yùn)動(dòng)v

===ωrΔtΔsΔtrΔθ?sΔθr描述圓周運(yùn)動(dòng)各物理量的關(guān)系1.線(xiàn)速度與角速度的關(guān)系2.線(xiàn)速度與周期(頻率)的關(guān)系:(轉(zhuǎn)動(dòng)一周)3.角速度與周期(頻率)的關(guān)系:(轉(zhuǎn)動(dòng)一周)1.同一傳動(dòng)兩個(gè)重要的結(jié)論皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)cAB(相等時(shí)間里轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)相等)同一傳動(dòng)各輪邊緣上線(xiàn)速度相同2.同軸轉(zhuǎn)動(dòng)(相等時(shí)間里轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)各點(diǎn)的角速度相同CBA(1)A、B的線(xiàn)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線(xiàn)速度大對(duì)自行車(chē)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的描述地球上的物體隨著地球一起饒地軸自轉(zhuǎn)。地球上不同緯度的物體的周期一樣嗎?角速度一樣嗎?線(xiàn)速度大小一樣嗎?ORθR'O'ORR'θO'地球表面各緯度的角速度保持一致，且周期一樣。線(xiàn)速度隨著緯度的增大而減小?？煽闯赏S轉(zhuǎn)動(dòng)思考：常考題型題組一描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系題1［2019?北京師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末］關(guān)于角速度和線(xiàn)速度，下列說(shuō)法正確的是（）A.半徑一定時(shí)，角速度與線(xiàn)速度成正比B.半徑一定時(shí)，角速度與線(xiàn)速度成反比C.線(xiàn)速度一定時(shí)，角速度與半徑成正比D.角速度一定時(shí)，線(xiàn)速度與半徑成反比【解析】根據(jù)v=ωr可知，半徑一定時(shí)，角速度與線(xiàn)速度成正比；線(xiàn)速度一定時(shí)，角速度與半徑成反比；角速度一定時(shí)，線(xiàn)速度與半徑成正比。A◆描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系題2［2019?云南文山州二中高一檢測(cè)］［多選］對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法中正確的是（）A.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等B.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等C.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相等D.在任何相等的時(shí)間里，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度都相等ABD題3［2019?山東淄博高一檢測(cè)］［多選］一精準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械鐘表，下列說(shuō)法正確的是（）A.秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期最長(zhǎng) B.時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速最小C.秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大 D.秒針的角速度為rad/sBCD題組二圓周運(yùn)動(dòng)的三種傳動(dòng)方式BCD題6［2019·廣東廣雅中學(xué)高一檢測(cè)］如圖所示，A、B兩輪屬于摩擦傳動(dòng)，兩輪半徑RA=2RB，P、Q為兩輪邊緣上的點(diǎn)，當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P、Q兩點(diǎn)角速度大小之比為（）A.2∶1

B.1∶2C.1∶1

D.1∶4B【點(diǎn)撥】（1）摩擦傳動(dòng)時(shí)，兩輪邊緣的線(xiàn)速度大小相等。（2）兩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。題7［2019·沈陽(yáng)高一檢測(cè)］［多選］如圖所示，為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪半徑為r，a為其邊緣上的一點(diǎn)；左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點(diǎn)在小輪