【物理】圓周運(yùn)動(dòng)課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第一節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)第六章

圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，了解描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的基本思路，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。2.理解線速度的物理意義，知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)中線速度的方向。3.理解角速度的物理意義，掌握線速度和角速度的關(guān)系。4.能在具體的情境中確定線速度和角速度。新課導(dǎo)入大齒輪小齒輪后輪將自行車后輪架起，轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板，注意觀察：大、小兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)，哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得更快些？同一個(gè)齒輪上到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點(diǎn)，哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得更快些？你能說出判斷運(yùn)動(dòng)快慢的依據(jù)嗎？新課講解問題觀察下圖幾個(gè)常見的運(yùn)動(dòng)，它們具有什么共同特點(diǎn)？摩天輪的運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)木馬的運(yùn)動(dòng)蕩秋千質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓或圓的一部分的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)。觀察兩小球，發(fā)現(xiàn)均做圓周運(yùn)動(dòng)，怎么比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢呢？問題比較物體在一段時(shí)間內(nèi)通過的圓弧的長短比較物體在一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時(shí)間比較物體在一段時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長短

一、線速度(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)通過的弧長Δs與所用時(shí)間Δt的比值叫做線速度(3)大小:Δs是弧長并非位移當(dāng)Δt趨近零時(shí),弧長Δl就等于物體的位移,v就是瞬時(shí)速度.單位：m/sBA?s?t1、線速度的概念思考：圓周運(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)速度方向如何，你能進(jìn)一步總結(jié)一下圓周運(yùn)動(dòng)的線速度特點(diǎn)嗎？2、線速度的方向質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向.與半徑垂直。3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)如果物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。問題思考：勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”指速度不變嗎？盡管做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在各個(gè)時(shí)刻的線速度大小相等，但線速度的方向是不斷變化的勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)！速率不變vvvo問題1.在赤道A點(diǎn)的人和在北緯60°上B點(diǎn)的人隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相等嗎？2.他們繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的關(guān)系？只能線速度描述圓周運(yùn)動(dòng)能全面說明問題嗎？A、B轉(zhuǎn)動(dòng)一周，回到出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間相等，都是24小時(shí)。他們繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是一樣的。只用線速度描述圓周運(yùn)動(dòng)不能全面說明問題。思考二、角速度（1）意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢（2）定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過的角度Δθ和所用時(shí)間Δt的比值叫做角速度國際單位用弧度制ＯθAB（4）單位：弧度每秒，符號(hào)為_______.rad/s1、角速度的概念（3）定義式：國際單位用弧度制(5)弧度制：用弧長與半徑的比值表示角的大小rl==半徑弧長q說明：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。(即勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小和角速度均不變)三、周期、頻率和轉(zhuǎn)速周期頻率轉(zhuǎn)速定義符號(hào)單位物理意義關(guān)系做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)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(dòng)的快慢做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用的時(shí)間TfsHz或s-1做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)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(shí)：四、描述圓周運(yùn)動(dòng)各量的關(guān)系1.線速度與角速度的關(guān)系ω你還有其他推導(dǎo)線速度和角速度關(guān)系的方法嗎？設(shè)物體做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，在Δt內(nèi)通過的弧長為Δl

，弧對(duì)應(yīng)的圓心角為Δθ。當(dāng)Δθ以弧度為單位時(shí)，思考?l

Δθrv

===ωrΔtΔsΔtrΔθ2.圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)快慢的描述物理量的關(guān)系:勻速圓周運(yùn)動(dòng)除了線速度大小不變，還有哪些物理量不變？角速度ω

不變、周期不變思考四、描述圓周運(yùn)動(dòng)各量的關(guān)系3.“傳動(dòng)”裝置（1）“同軸（共軸）”傳動(dòng)同一輪上各點(diǎn)的角速度相同自行車鋼條上離圓心不同遠(yuǎn)近的質(zhì)點(diǎn)－角速度相等四、描述圓周運(yùn)動(dòng)各量的關(guān)系oABCORθR'O'3.“傳動(dòng)”裝置（1）“同軸（共軸）”傳動(dòng)四、描述圓周運(yùn)動(dòng)各量的關(guān)系“同軸”轉(zhuǎn)動(dòng)的物體具有：相同的ω、T、n3.“傳動(dòng)”裝置四、描述圓周運(yùn)動(dòng)各量的關(guān)系（2）齒輪傳動(dòng)“齒輪傳動(dòng)”中：邊緣點(diǎn)線速等相同時(shí)間里，兩輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等（3）靜摩擦傳動(dòng)“靜摩擦傳動(dòng)”中：邊緣點(diǎn)線速等經(jīng)典例題例題1一個(gè)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(dòng)，圓周的半徑為4.0m。當(dāng)他的線速度為2.0m/s時(shí)，他做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是多少？周期是多少？分析：已知小孩做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和線速度，可以根據(jù)線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，求出他做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和周期。例題1一個(gè)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(dòng)，圓周的半徑為4.0m。當(dāng)他的線速度為2.0m/s時(shí)，他做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是多少？周期是多少？例題2.關(guān)于角速度和線速度，下列說法正確的是（）A.半徑一定時(shí)，角速度與線速度成正比B.半徑一定時(shí)，角速度與線速度成反比C.線速度一定時(shí)，角速度與半徑成正比D.角速度一定時(shí)，線速度與半徑成反比解析：根據(jù)v=ωr可知，半徑一定時(shí)，角速度與線速度成正比；線速度一定時(shí)，角速度與半徑成反比；角速度一定時(shí)，線速度與半徑成正比?！裘枋鰣A周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系A(chǔ)例題3

如圖所示，半徑為R的圓盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在其正上方高h(yuǎn)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，要使球與盤只碰一次，且落點(diǎn)為B，B為圓盤邊緣上的點(diǎn)，求小球的初速度v的大小及圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω.θ＝n·2π(n＝1,2,3…)又因?yàn)棣龋溅豻當(dāng)堂檢測1.

一戶外健身器材如圖所示。當(dāng)器材上輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪子上A、B兩點(diǎn)的（）A.轉(zhuǎn)速nB>nA B.周期TB>TAC.線速度vB>vA D.角速度ωB>ωA2．圖示是某自行車的部分傳動(dòng)裝置，其大齒輪、小齒輪、后輪的半徑分別為R1、R2、R3，A、B、C分別是三個(gè)輪子邊緣上的點(diǎn)。當(dāng)三個(gè)輪子在大齒輪的帶動(dòng)下一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是()A.A、B兩點(diǎn)的角速度大小之比為R2：R1B.A、C兩點(diǎn)的周期之比為R2：R1C.B、C兩點(diǎn)的線速度大小之比為R2：R3D.B、C兩點(diǎn)的線速度大小之比為R22：R323.如圖所示，夜晚電風(fēng)扇在閃光燈下運(yùn)轉(zhuǎn)，閃光燈每秒閃30次，風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸O上裝有3個(gè)扇葉，它們互成120°角，當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察者感覺扇葉不動(dòng)，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不可能是（）A.600r/min B.900r/minC.1200r/min D.3000r/min

4．一個(gè)2kg的鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度是62.8m/s，又已知半徑是20米，試求物體做圓周運(yùn)動(dòng)的：（1）角速度的大?。唬?）周期的大??；（3）向心力大?。傥锢?/p>