圓周運(yùn)動(dòng)課件-高一下學(xué)期物理人教版2

第六章圓周運(yùn)動(dòng)1圓周運(yùn)動(dòng)(一)天津之眼觀察：摩天輪和旋轉(zhuǎn)飛椅的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？旋轉(zhuǎn)飛椅在物理學(xué)中，把質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓或圓弧的一部分的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)1掌握并理解線速度的定義式及其物理意義.2掌握角速度的定義式、單位，理解其物理意義.3知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及周期、轉(zhuǎn)速的概念.重點(diǎn)重點(diǎn)4掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)各物理量之間的關(guān)系.重難點(diǎn)線速度角速度周期大齒輪小齒輪后輪思考：大齒輪、小齒輪、后輪上哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的更快些？大齒輪小齒輪后輪紅、綠、藍(lán)三點(diǎn)哪個(gè)運(yùn)動(dòng)的快？你的判斷依據(jù)是什么？3.單位：m/s1.定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)Δs

與所用時(shí)間Δt

的比值叫做線速度。2.公式：4.物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。v

=ΔtΔs5.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。?s矢量BA?tvBvA線速度1.定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過(guò)圓心角Δθ

和所用時(shí)間Δt的比值叫做角速度。2.公式：ω=ΔtΔθ3.單位：弧度/秒；符號(hào)：rad/s

或rad·s-14.物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量。?tBAΔ

角速度定義：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)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)vvvO勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：線速度大小處處相等角速度相等勻速圓周運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：變速曲線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)1.周期：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間，用T表示。單位：秒（s）；常用單位分、小時(shí)等（min、h）。2.頻率：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，每秒內(nèi)完成的圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，用

f表示。單位：赫茲（Hz).周期T越小表明物體轉(zhuǎn)動(dòng)得越快！頻率

f

越大表明物體轉(zhuǎn)動(dòng)得越快！周期、頻率轉(zhuǎn)速：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在1秒(單位時(shí)間)內(nèi)所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，用n

表示。

轉(zhuǎn)速n越大表明物體轉(zhuǎn)動(dòng)得越快！若轉(zhuǎn)速的單位取作r/s，則頻率和轉(zhuǎn)速相等，即f=n.

單位：轉(zhuǎn)/秒(r/s)或轉(zhuǎn)/分（r/min）

轉(zhuǎn)速1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”指速度不變嗎？答案不是.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體只是線速度大小不變，方向在不斷變化.所以“勻速”僅僅指速率不變.“勻速”實(shí)質(zhì)上指的是“勻速率”而不是“勻速度”.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng).2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)有哪些？答案勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小處處相等；角速度相等；周期、轉(zhuǎn)速不變.1.(2022·滿洲里遠(yuǎn)方中學(xué)高一期中)一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在任意相等的時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A.通過(guò)相等的弧長(zhǎng)

B.通過(guò)的位移相同C.轉(zhuǎn)過(guò)相等的角度

D.速度的變化不相同√質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，因線速度的大小不變，故在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相同，A正確，不符合題意；位移是矢量，所以在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移方向不一定相同，但是位移大小相等，B錯(cuò)誤，符合題意；質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，角速度是不變的，所以在任意相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度是相同的，C正確，不符合題意；速度的變化是矢量，任意相等的時(shí)間內(nèi)的速度變化方向不相同，D正確，不符合題意.2基本物理量之間的關(guān)系物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在Δt內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為Δs，半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度為Δθ，利用所學(xué)知識(shí)推導(dǎo)線速度角速度關(guān)系。由數(shù)學(xué)知識(shí)得Δs=rΔθv

=

=

=ωrΔtΔsΔtrΔθ?sΔθr

線速度和角速度的關(guān)系（1）線速度和角速度的關(guān)系

若轉(zhuǎn)速的單位取作r/s（2）線速度與周期、頻率的關(guān)系

基本物理量之間的關(guān)系（3）角速度與周期、頻率的關(guān)系

思考與討論做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體角速度大，線速度一定大嗎？周期和轉(zhuǎn)速呢？答案角速度大，線速度不一定大，周期一定小，轉(zhuǎn)速一定大.3.(多選)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)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C.因?yàn)棣兀?πn，所以角速度ω與轉(zhuǎn)速n成正比√√4.(2022·煙臺(tái)市高一期末)如圖為在短道速滑比賽中運(yùn)動(dòng)員過(guò)彎道情景.假定兩位運(yùn)動(dòng)員在過(guò)彎道時(shí)保持各自的速率恒定，一位運(yùn)動(dòng)員在內(nèi)道角速度為ω1，線速度為v1；另一位運(yùn)動(dòng)員在外道角速度為ω2，線速度為v2，他們同時(shí)進(jìn)入彎道同時(shí)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√兩位運(yùn)動(dòng)員過(guò)彎道時(shí)，同時(shí)進(jìn)入彎道同時(shí)出彎道，故兩位運(yùn)動(dòng)員繞彎道運(yùn)動(dòng)的角速度相同，由于外道的運(yùn)動(dòng)員的軌道半徑較大，由v＝ωr知外道運(yùn)動(dòng)員的線速度較大，即ω1＝ω2，v1<v2.A正確，B、C、D錯(cuò)誤.5.(課本第26頁(yè)第2題)某個(gè)走時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘，分針與時(shí)針由轉(zhuǎn)動(dòng)軸到針尖的長(zhǎng)度之比是1.4∶1.(1)分針與時(shí)針的角速度之比是多少？答案12∶1分針的周期為：T分＝1h，時(shí)針的周期為：T時(shí)＝12h(2)分針針尖與時(shí)針針尖的線速度之比是多少？答案84∶5第1節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)目標(biāo)一線速度、角速度、周期目標(biāo)二基本物理量之間的關(guān)系線速度角速度周期、頻率轉(zhuǎn)速

說(shuō)明：轉(zhuǎn)速單位取r/s時(shí)，轉(zhuǎn)速大小等于頻率勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：線速度大小相等角速度相等轉(zhuǎn)速、周期不變性質(zhì)：變速曲線運(yùn)動(dòng)第六章圓周運(yùn)動(dòng)2圓周運(yùn)動(dòng)(二)1熟練掌握描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系，掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)中傳動(dòng)的特點(diǎn).2會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)中多解的原因，掌握解決圓周運(yùn)動(dòng)中的多解問(wèn)題的方法.重點(diǎn)難點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)問(wèn)題觀察與思考常見的傳動(dòng)裝置及特點(diǎn)項(xiàng)目裝置特點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向規(guī)律同軸轉(zhuǎn)動(dòng)A、B兩點(diǎn)在同軸的一個(gè)圓盤上A、B兩點(diǎn)角速度、周期相同相同(填“相同”或“相反”)線速度與半徑成正比：

＝__皮帶傳動(dòng)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)A、B兩點(diǎn)線速度大小相等相同(填“相同”或“相反”)角速度與半徑成反比：

＝__周期與半徑成正比：

＝__項(xiàng)目裝置特點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向規(guī)律齒輪傳動(dòng)兩個(gè)齒輪輪齒吻合，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)，N1、N2分別為大齒輪和小齒輪的齒數(shù)A、B兩點(diǎn)線速度大小相等相反(填“相同”或“相反”)角速度與半徑成反比，與齒輪齒數(shù)成反比：

＝

＝___周期與半徑成正比，與齒輪齒數(shù)成正比：

＝

＝___項(xiàng)目裝置特點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向規(guī)律摩擦傳動(dòng)兩摩擦輪靠摩擦進(jìn)行傳動(dòng)(兩輪不打滑)，A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是兩輪邊緣上的點(diǎn)A、B兩點(diǎn)線速度大小相等相反(填“相同”或“相反”)角速度與半徑成反比：

＝__周期與半徑成正比：

＝__項(xiàng)目裝置特點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向規(guī)律[知識(shí)梳理]求解傳動(dòng)問(wèn)題的思路：(1)分清傳動(dòng)特點(diǎn)：若屬于皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)或摩擦傳動(dòng)，則輪子邊緣各點(diǎn)線速度大小相等；若屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則輪上各點(diǎn)的角速度相等.(2)確定半徑關(guān)系：根據(jù)裝置中各點(diǎn)位置確定半徑關(guān)系或根據(jù)題意確定半徑關(guān)系.導(dǎo)練1.(多選)(2022·包頭市高一期末)圖中A、B兩點(diǎn)分別位于大、小輪的邊緣上，C點(diǎn)位于大輪半徑的中點(diǎn)，大輪的半徑是小輪的2倍，它們之間靠摩擦傳動(dòng)，接觸面上沒(méi)有滑動(dòng).下列說(shuō)法正確的是A.A、B兩點(diǎn)的角速度跟半徑成反比B.A、B兩點(diǎn)的角速度跟半徑成正比C.A、C兩點(diǎn)的線速度大小跟半徑成反比D.A、C兩點(diǎn)的線速度大小跟半徑成正比√√大輪與小輪靠摩擦傳動(dòng)，且接觸面上沒(méi)有滑動(dòng)，則可知A、B兩點(diǎn)的線速度大小相等，根據(jù)v＝ωr，因兩點(diǎn)半徑之比為2∶1，可知A、B兩點(diǎn)的角速度之比為1∶2，它們的角速度跟半徑成反比，故A正確，B錯(cuò)誤；A、C兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，它們的角速度相同，根據(jù)v＝ωr，兩點(diǎn)半徑之比為2∶1，可知A、C兩點(diǎn)的線速度大小之比為2∶1，它們的線速度大小跟半徑成正比，故C錯(cuò)誤，D正確.2.(2022·上海理工大學(xué)附屬中學(xué)高一期中)如圖所示為一種齒輪傳動(dòng)裝置，忽略齒輪嚙合部分的厚度，甲、乙兩個(gè)輪子的半徑之比為1∶3，則在傳動(dòng)的過(guò)程中A.甲、乙兩輪的角速度之比為1∶3B.甲、乙兩輪的周期之比為3∶1C.甲、乙兩輪邊緣處的線速度大小之比為3∶1D.甲、乙兩輪邊緣上的點(diǎn)相等時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)之比為1∶1√齒輪傳動(dòng)中，兩輪邊緣的線速度大小相等，即線速度大小之比為1∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)v＝ωr，甲、乙兩個(gè)輪子的半徑之比為1∶3，故甲、乙兩輪的角速度之比為ω1∶ω2＝3∶1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；3.(2022·北京北師大二附中高一期中)自行車用鏈條傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪前進(jìn)，如圖是鏈條傳動(dòng)的示意圖，兩個(gè)齒輪俗稱“牙盤”.A、B、C分別為牙盤邊緣和后輪邊緣上的點(diǎn)，大齒輪半徑為r1、小齒輪半徑為r2、后輪半徑為r3.下列說(shuō)法正確的是A.A、B兩點(diǎn)的角速度相等B.B、C兩點(diǎn)的線速度大小相等√A、B兩點(diǎn)屬于皮帶傳動(dòng)，線速度大小相等，因?yàn)榘霃讲煌?，所以角速度不相等，故A錯(cuò)誤；B、C兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，因?yàn)榘霃讲煌?，所以線速度大小不相等，故B錯(cuò)誤；圓周運(yùn)動(dòng)的周期性和多解問(wèn)題觀察與思考如圖所示，直徑為d的紙制圓筒，以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，把槍口對(duì)準(zhǔn)圓筒軸線，使子彈穿過(guò)圓筒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)圓筒上只有一個(gè)彈孔，忽略子彈重力、圓筒的阻力及空氣阻力.問(wèn)：(1)子彈做什么運(yùn)動(dòng)？圓筒做什么運(yùn)動(dòng)？答案子彈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，圓筒做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)為什么圓筒上只有一個(gè)彈孔？答案在子彈穿過(guò)圓筒過(guò)程中，圓筒轉(zhuǎn)過(guò)了半圈或整數(shù)圈加半圈.(3)子彈與圓筒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有何關(guān)系？答案二者運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等.(4)子彈的速度v應(yīng)滿足什么條件？[知識(shí)梳理]1.問(wèn)題特點(diǎn)(1)研究對(duì)象：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題含有兩個(gè)做不同運(yùn)動(dòng)的物體.(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：一個(gè)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)物體做其他形式的運(yùn)動(dòng)(如平拋運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)等).(3)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：兩物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等.2.分析技巧(1)抓住聯(lián)系點(diǎn)：明確題中兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，抓住兩運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系點(diǎn)——時(shí)間相等.(2)先特殊后一般：先考慮一個(gè)周期的情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的周期性，考慮多個(gè)周期時(shí)的規(guī)律.(3)分析時(shí)注意兩個(gè)運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，互不影響.導(dǎo)練4.(多選)(2022·黑龍江哈爾濱第十一中學(xué)高一期中)如圖所示，一位同學(xué)玩飛鏢游戲，圓盤最上端有一P點(diǎn)，飛鏢拋出時(shí)與P等高，且距離P點(diǎn)為L(zhǎng)＝2m，當(dāng)飛鏢以初速度v0＝10m/s垂直盤面瞄準(zhǔn)P點(diǎn)拋出的同時(shí)，圓盤繞經(jīng)過(guò)盤心O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，忽略空氣阻力，重力加速度為g＝10m/s2，若飛鏢恰好擊中P點(diǎn)，則A.圓盤的半徑為10cmB.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期可能是0.4sC.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最小值為10πrad/sD.若飛鏢初速度增大1倍，則它將擊中圓心O√√根據(jù)題意可知，飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上有L＝v0t，解得R＝0.1m＝10cm，故A正確；當(dāng)k＝0時(shí)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期最大為Tm＝0.4s5.(2022·上海市控江中學(xué)高一期中)某機(jī)器內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤A、B，A盤上有一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置P，能發(fā)射水平紅外線，P到圓心的距離為