【高中物理】圓周運(yùn)動情境教學(xué)課件 2023-2024學(xué)年高一物理人教版2019必修第二冊

第1節(jié)圓周運(yùn)動第6章2掌握角速度的定義式，理解角速度的物理意義及單位.1掌握線速度的定義式，理解線速度的物理意義.3知道周期、轉(zhuǎn)速的概念.4掌握描述圓周運(yùn)動的各物理量之間的關(guān)系.目錄CONTENTS描述圓周運(yùn)動的物理量01描述圓周運(yùn)動的物理量之間的關(guān)系02指針轉(zhuǎn)動扇葉轉(zhuǎn)動摩天輪轉(zhuǎn)動請同學(xué)們仔細(xì)觀察視頻中物體的運(yùn)動軌跡有什么共同點(diǎn)？生活中還有類似的運(yùn)動嗎？質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是圓或圓弧的一部分的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動。圓周運(yùn)動可以分解為水平和豎直方向的兩個簡諧運(yùn)動01描述圓周運(yùn)動的物理量將自行車后輪架起，勻速轉(zhuǎn)動腳踏板，注意觀察情景分析：1.大小齒輪邊緣上的點(diǎn)，從轉(zhuǎn)過的弧長看哪個運(yùn)動的更快些？對于大小齒輪邊緣上的點(diǎn)，從轉(zhuǎn)過的弧長看，快慢相同，2.同一個齒輪上到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點(diǎn)，從轉(zhuǎn)過的弧長看哪個運(yùn)動得更快些？對于同一個齒輪上到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點(diǎn)，從轉(zhuǎn)過的弧長看，距離遠(yuǎn)的運(yùn)動得更快。自行車前進(jìn)時，由于鏈條不可伸長，也不會脫離齒輪打滑，因而大、小齒輪邊緣的點(diǎn)在相等時間內(nèi)通過的弧長是相等的，即A、B兩點(diǎn)線速度大小相等。1.線速度(1)定義：物體做圓周運(yùn)動，在一段

的時間Δt內(nèi)，通過的弧長為Δs，則Δs與Δt的

叫作線速度。(2)公式：v＝

。(3)單位：_____(4)物理意義：描述物體

的快慢。(5)方向：物體做圓周運(yùn)動時該點(diǎn)的

方向。很短比值m/s沿圓周運(yùn)動切線?s?t將自行車后輪架起，勻速轉(zhuǎn)動腳踏板，注意觀察情景分析：1.大小齒輪邊緣上的點(diǎn)，從轉(zhuǎn)過的角度看哪個運(yùn)動的更快些？從轉(zhuǎn)過的角度看，小齒輪轉(zhuǎn)得更快；2.同一個齒輪上到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點(diǎn)，從轉(zhuǎn)過的角度看哪個運(yùn)動得更快些？從轉(zhuǎn)過的角度看，快慢相同。2.角速度(1)定義：連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過的

與所用時間Δt

叫作角速度。(2)公式：ω＝

。(3)單位：弧度每秒，符號是

，在運(yùn)算中角速度的單位可以寫為

。

(4)物理意義：描述做圓周運(yùn)動的物體

的快慢。角Δθ之比rad/ss－1繞圓心轉(zhuǎn)動?s?θvvvo率注意：勻速圓周運(yùn)動是一種變速曲線運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動中的“勻速”指速度不變嗎？3.勻速圓周運(yùn)動(1)定義：物體沿著圓周運(yùn)動，并且

處處

，這種運(yùn)動叫作勻速圓周運(yùn)動。(2)勻速圓周運(yùn)動是角速度

的圓周運(yùn)動。線速度的大小相等不變定義符號單位物理意義關(guān)系做勻速圓周運(yùn)動的物體在單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)nr/s或r/min描述物體做勻速圓周運(yùn)動的快慢做勻速圓周運(yùn)動的物體運(yùn)動一周所用的時間TfsHz周期轉(zhuǎn)速頻率做勻速圓周運(yùn)動的物體在單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)當(dāng)轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)/秒（r/s）時：4.周期與轉(zhuǎn)速(1)做勻速圓周運(yùn)動的物體，相同時間內(nèi)位移相同。(

)(2)物體做勻速圓周運(yùn)動時在相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相等。(

)(3)物體轉(zhuǎn)動的周期越短，轉(zhuǎn)動得就越快。(

)(4)轉(zhuǎn)速越大，說明物體轉(zhuǎn)動得越快。(

)(5)圓周運(yùn)動線速度公式v＝

中的Δs表示位移。(

)(6)勻速圓周運(yùn)動是一種勻速運(yùn)動。(

)×√√√××1.辨析2.(多選)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動時，下列說法正確的是A.因?yàn)関＝ωr，所以線速度大小v與軌道半徑r成正比B.因?yàn)棣兀?/p>

，所以角速度ω與軌道半徑r成反比C.因?yàn)棣兀?πn，所以角速度ω與轉(zhuǎn)速n成正比D.因?yàn)棣兀?/p>

，所以角速度ω與周期T成反比√√ω一定時，v與r成正比v一定時，

ω與r成反比3.如圖，繩拉物體做勻速圓周運(yùn)動，轉(zhuǎn)動的周期為T，繩長為r。（1）用T和r表示出小球做圓周運(yùn)動的線速度、角速度。（2）“線速度”與“角速度”是否存在聯(lián)系？

怎樣尋找它們之間的聯(lián)系？02描述圓周運(yùn)動的物理量之間的關(guān)系v=rω1.線速度與角速度的關(guān)系【例題】一個小孩坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，圓周的半徑為4.0m.當(dāng)他的線速度為2.0m/s時，他做勻速圓周運(yùn)動的角速度是什么？周期是多少？解：當(dāng)小孩的線速度為2.0m/s，他做勻速圓周運(yùn)動的角速度他做勻速圓周運(yùn)動的周期當(dāng)小孩的線速度為2.0m/s時，他做勻速圓周運(yùn)動的角速度是0.5rad/s，周期是12.6s.當(dāng)v一定時，ω與r成反比當(dāng)ω一定時，v與r成正比當(dāng)r一定時，v與ω成正比關(guān)于v＝ωr的討論：根據(jù)上面的公式，得出速度v與角速度ω成正比，你同意這種說法嗎？請說出你的理由．小結(jié)：2.線速度與周期的關(guān)系________

3.角速度與周期的關(guān)系________4.幾種常見的傳動裝置（1）皮帶(齒輪)傳動結(jié)論：線速度相等，即vA＝vB；角速度與半徑成反比：

b、齒輪傳動－線速度相等a、皮帶傳動－線速度相等

情境分析：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?線速度大小一樣嗎?ORθR'O'ORR'θO'（2）同軸轉(zhuǎn)動：角速度相等（位置無要求，軸心除外）

（2）同軸轉(zhuǎn)動：角速度相等（位置無要求，軸心除外）

無級變速器原理(1)兩物體做勻速圓周運(yùn)動的周期相同，則角速度大小及轉(zhuǎn)速都相同。(

)(2)當(dāng)半徑一定時，線速度與角速度成正比。(

)(3)線速度越大，角速度也越大。(

)(4)做勻速圓周運(yùn)動的物體，周期越大，角速度越小。(

)(5)因?yàn)棣兀?πn，所以角速度ω與轉(zhuǎn)速n成正比。(

)√√×√√1.辨析2.(2022·煙臺市高一期末)如圖為在短道速滑比賽中運(yùn)動員過彎道情景。假定兩位運(yùn)動員在過彎道時保持各自的速率恒定，一位運(yùn)動員在內(nèi)道角速度為ω1，線速度大小為v1；另一位運(yùn)動員在外道角速度為ω2，線速度大小為v2，他們同時進(jìn)入彎道同時出彎道，則他們的角速度與線速度大小的關(guān)系為A.ω1＝ω2，v1<v2 B.ω1>ω2，v1<v2C.ω1<ω2，v1＝v2 D.ω1<ω2，v1<v2√3.(多選)A、B兩個質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動，在相同的時間內(nèi)它們通過的路程之比為sA∶sB＝2∶3，轉(zhuǎn)過的角度之比為ΔθA∶ΔθB＝3∶2，則下列說法正確的是A.它們的運(yùn)動半徑之比rA∶rB＝2∶3B.它們的運(yùn)動半徑之比rA∶rB＝4∶9C.它們的周期之比TA∶TB＝2∶3D.它們的轉(zhuǎn)速之比nA∶nB＝2∶3√√4.(課本第26頁第2題)某個走時準(zhǔn)確的時鐘(如圖)，分針與時針由轉(zhuǎn)動軸到針尖的長度之比是1.4∶1.(1)分針與時針的角速度之比是多少？解析分針周期T1＝1h，時針周期T2＝12h(2)分針針尖與時針針尖的線速度之比是多少？解析由v＝ωr可知：v1∶v2＝(12×1.4)∶1＝84∶5課堂小結(jié)圓周運(yùn)動線速度v：角速度ω：周期T：轉(zhuǎn)速n：v、ω、T、n之間的關(guān)系：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動