物理人教版（2019）必修第二册6.1圆周运动（共25张ppt）.pptx

圆周运动圆周运动 人教版新教材必修2 2第六章 圆周运动1 1【学习目标】【学习目标】 1 1、通过观察和分析，认识、通过观察和分析，认识圆周运动，知道它是变速运动。圆周运动，知道它是变速运动。 2 2、通过阅读课本，、通过阅读课本，理解线速度、角速度、转速、周期等理解线速度、角速度、转速、周期等概念，会对它们进行定量计算。概念，会对它们进行定量计算。 3、通过推导，掌握、通过推导，掌握线速度与角速度、线速度与周期、线速度与角速度、线速度与周期、角角速度速度与周期的关系，并会用来解决问题。与周期的关系，并会用来解决问题。 4、通过实例分析，掌握处理传动问题的基本方法。、通过实例分析，掌握处理传动问题的基本方法。 认识圆周运动认识圆周运动轨迹为轨迹为圆周圆周或一段或一段圆弧圆弧的机械运动叫的机械运动叫圆周运动。圆周运动。曲线运动，曲线运动，变速运动。变速运动。水流星地球仪圆锥摆 圆周运动快慢的描述圆周运动快慢的描述 将自行车后轮架起，转动脚踏板，注将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？距离不同的点，哪个运动得更快些？ 你能说出判断运动快慢的依据吗？你能说出判断运动快慢的依据吗？小齿轮小齿轮后轮后轮大齿轮大齿轮 圆周运动快慢的描述圆周运动快慢的描述思路一：思路一：比较比较物体在一段时物体在一段时间内通过的间内通过的圆圆弧的长短弧的长短思路二：思路二：比较物比较物体在一段时间内体在一段时间内半径转过的半径转过的角度角度的大小的大小圆周运动快慢比较圆周运动快慢比较的两种思路：的两种思路：角速度线速度一、线速度一、线速度 1、定义：、定义： 2、公式：、公式：描述质点描述质点沿圆周运动沿圆周运动的快慢的快慢3、物理意义、物理意义: 4、矢量。方向：、矢量。方向：5、单位：、单位： m/s与半径垂直，沿与半径垂直，沿圆圆周周上该点的上该点的切线切线方向方向.（当（当txvtt二、匀速圆周运动二、匀速圆周运动1. 定义：定义：2.思考：思考：匀速圆周运动的匀速圆周运动的“匀速匀速”是指速度不变吗？是指速度不变吗？ 物体沿着圆周运动，并且物体沿着圆周运动，并且线速度大小线速度大小处处相等（即相等处处相等（即相等的时间内通过的弧长相等），这种运动叫做匀速圆周运动。的时间内通过的弧长相等），这种运动叫做匀速圆周运动。vvvo注意：注意：匀速圆周运动的线速度大小不变，匀速圆周运动的线速度大小不变，但但方向方向时刻在时刻在改变改变，所以它是一种变速，所以它是一种变速运运动动这里的这里的“匀速匀速”实质上指的是实质上指的是“匀速匀速率率”而而不是不是“匀速度匀速度”二、匀速圆周运动二、匀速圆周运动判一判：判一判：（多选）关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（多选）关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）A.匀速圆周运动是变速运动匀速圆周运动是变速运动 B.匀速圆周运动的速率不变匀速圆周运动的速率不变 C.任意相等时间内通过的位移相等任意相等时间内通过的位移相等D.任意相等时间内通过的路程相等任意相等时间内通过的路程相等ABD三、角速度三、角速度1 1、定义：、定义：3 3、物理意义：、物理意义：描述物体绕圆心转动的快慢描述物体绕圆心转动的快慢。2 2、公式：、公式： 在圆周运动中，连接质点和圆心的半径转过在圆周运动中，连接质点和圆心的半径转过的角度的角度跟时间跟时间t的的之之比，比，叫做叫做角速度角速度用符号用符号表示。表示。4 4、单位：、单位：弧度每秒弧度每秒-rad/s-rad/s=tt 温馨提示：温馨提示：圆心角圆心角的国际单位：的国际单位： 弧度（弧度（rad）=sr弧长公式：半径 有人说，匀速圆周运动是线速度不变的运动，也是角有人说，匀速圆周运动是线速度不变的运动，也是角速度不变的运动，这种说法正确吗速度不变的运动，这种说法正确吗?为什么为什么? 答：答： 匀速圆周运动的线速度大小不变，但方向时刻变匀速圆周运动的线速度大小不变，但方向时刻变化化,所以线速度是变化的。所以线速度是变化的。 匀速圆周运动的线速度大小不变，在相等的时间内通匀速圆周运动的线速度大小不变，在相等的时间内通过的弧长相等，即相等的时间内转过的角度相等，所以匀过的弧长相等，即相等的时间内转过的角度相等，所以匀速圆周运动是角速度不变的运动。速圆周运动是角速度不变的运动。想一想：想一想：三、周期和转速三、周期和转速2.转速转速n：物体：物体转动转动的的 与所用与所用时间之比。常用符号时间之比。常用符号n表示，表示，单位是单位是转转/ /秒（秒（r/sr/s）或转或转/ /分钟（分钟（r/minr/min）。）。1.周期周期T：做匀速圆周运动的物体，运动：做匀速圆周运动的物体，运动 所所用的时间叫做用的时间叫做周期周期，用符号，用符号T表示表示3.转速与周期的关系：若转速转速与周期的关系：若转速n的单位是转每秒的单位是转每秒(r/s)，则转速与，则转速与周周期期的关系的关系为为 .圈数圈数一周一周1Tn=四、描述圆周运动的各物理量之间的关系四、描述圆周运动的各物理量之间的关系 .vr2 rT=v2T= 推一推: 设质点做半径为质点做半径为r r的匀速圆周运动的匀速圆周运动当当v一定时，一定时，与与r成反比成反比当当一定时，一定时，v与与r成正比成正比当当 r一定时，一定时，v与与成正比成正比关于关于vr的讨论：的讨论： 根据上面的公式，得出线速度v与角速度成正比，这种说法是否正确？小结：四、描述圆周运动的各物理量之间的关系四、描述圆周运动的各物理量之间的关系控制变量法四、描述圆周运动的各物理量之间的关系四、描述圆周运动的各物理量之间的关系例题例题1 1做匀速圆周运动的物体，做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为内沿半径为20 m的圆周运动的圆周运动100 m，试求物体做匀速圆周运，试求物体做匀速圆周运动时：动时：(1)线速度的大小；线速度的大小；(2)角速度的大小；角速度的大小；(3)周期的大小周期的大小解析：解析：（1 1）依据依据线速度的定义线速度的定义式可式可得得st=v1001010m/s=（2 2）依据依据角角速度速度和线速度和线速度的的关系关系r=v0.5 102/s0rad=（3 3）依据依据角角速度速度和周期和周期的的关系关系五、皮带传动五、皮带传动和同轴转动和同轴转动1皮带皮带(齿轮齿轮)传动传动(1)皮带传动皮带传动 如如图所图所示，示，A点和点和B点分别是两个轮子边缘上的点，两个轮子用点分别是两个轮子边缘上的点，两个轮子用皮带连起来，并且皮带不打滑皮带连起来，并且皮带不打滑此此传动方式有什么特点？传动方式有什么特点？A、B两点两点的线速度、角速度有什么关系？的线速度、角速度有什么关系？结论：结论： (1) 线速度线速度相等，即相等，即vAvB；角速度与半径成反比角速度与半径成反比： ABrR=相同的时间经过相同的时间经过的路程相等的路程相等A )ABRr（思考与讨论：思考与讨论：请分析下列三种传动方式的特点，并回答请分析下列三种传动方式的特点，并回答有关问题有关问题(2)齿轮传动齿轮传动如如图所图所示，示，A点和点和B点分别是两个齿轮边缘上的点，两个齿轮的轮齿啮点分别是两个齿轮边缘上的点，两个齿轮的轮齿啮合两个齿轮在合两个齿轮在同一时间内转过的齿数相等同一时间内转过的齿数相等，但它们的转动方向恰好相，但它们的转动方向恰好相反，即当反，即当A顺时针转动时，顺时针转动时，B逆时针转动逆时针转动r1、r2分别表示两齿轮的半径，分别表示两齿轮的半径，请分析请分析A、B两点的两点的v、的关系，与皮带传动进行对比，你有什么发现的关系，与皮带传动进行对比，你有什么发现？结论：结论： (2)线速度、角速度的关系为线速度、角速度的关系为vAvB，A2B1rr=五、皮带传动五、皮带传动和同轴转动和同轴转动2同轴转动同轴转动如如图所图所示，示，A点和点和B点在同轴的一个圆盘上，当圆盘转点在同轴的一个圆盘上，当圆盘转动时动时，A点和点和B点沿着不同半径的圆周运动，它们的半点沿着不同半径的圆周运动，它们的半径分别为径分别为r和和R.此此传动方式有什么特点，传动方式有什么特点，A、B两点的两点的角速度、线速度有什么关系？角速度、线速度有什么关系？结论：结论：（3） 同轴同轴传动的物体上各传动的物体上各点，角速度点，角速度相同，即相同，即AB.ABrR=vv线速度与半径成正比：线速度与半径成正比： 五、皮带传动五、皮带传动和同轴转动和同轴转动例题例题2 自行车自行车的大齿轮、小齿轮、后的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个轮的半径不一样，它们的边缘有三个点点A、B、C，如，如图所图所示在自行车正示在自行车正常骑行时，下列说法正确的是常骑行时，下列说法正确的是( )AA、B两点的线速度大小相等两点的线速度大小相等BB、C两点的角速度大小相等两点的角速度大小相等CA、B两点的角速度与其半径成两点的角速度与其半径成反比反比DA、B两点的角速度与其半径成两点的角速度与其半径成正比正比ABC五、皮带传动五、皮带传动和同轴转动和同轴转动 课堂小结课堂小结圆圆周周运运动动线速度线速度v：角速度角速度：周期周期T：转速转速n：v、T、n之间的关系：之间的关系：质点沿圆周运动一周所用的时间，国际单位是质点沿圆周运动一周所用的时间，国际单位是s s质点单位时间内转过的圈数，单位为转每秒质点单位时间内转过的圈数，单位为转每秒( (r/s) )或转每或转每分钟分钟( (r/min) )方向：方向： 圆周上该点的切线方向圆周上该点的切线方向大小：大小： （s是是t时间内通过的弧长）时间内通过的弧长）物理物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢意义：描述质点沿圆周运动的快慢 方向：中学阶段不研究方向：中学阶段不研究大小：大小： ，国际单位是，国际单位是rad/s物理物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢意义：描述质点绕圆心转动的快慢 课堂检测课堂检测1 1、根据教育部的规定，高考考场除了不准考生带手机等通讯工具、根据教育部的规定，高考考场除了不准考生带手机等通讯工具入场外，手表等计时工具也不准带进考场，考试是通过挂在教室入场外，手表等计时工具也不准带进考场，考试是通过挂在教室里的时钟计时的，关于正常走时的时钟，下列说法正确的是（里的时钟计时的，关于正常走时的时钟，下列说法正确的是（ ） A A秒针角速度是分针角速度的秒针角速度是分针角速度的6060倍倍 B B分针角速度是时针角速度的分针角速度是时针角速度的6060倍倍 C C秒针周期是时针周期的秒针周期是时针周期的1/3600 1/3600 D D分针的周期是时针的分针的周期是时针的1/241/24A 温馨提示：温馨提示：三针周期三针周期秒针：秒针：1min1min 分针：分针：1h=60min 1h=60min 时针：时针：12h=720min12h=720min 课堂检测课堂检测2 2下列下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的说法中，正确的是关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的说法中，正确的是()A若它们的线速度相等，则若它们的线速度相等，则角速度一定角速度一定相等相等B若它们的角速度相等，则若它们的角速度相等，则线速度一定线速度一定相等相等C若它们的周期相等，则角速度若它们的周期相等，则角速度一定相一定相等等D若它们的周期相等，则线速度若它们的周期相等，则线速度一定相一定相等等C 温馨提示：温馨提示： 牢记圆周运动牢记圆周运动v、T T、n各量之间的关系式。各量之间的关系式。 课堂检测课堂检测3 3如如图所图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为若甲轮的角速度为1，则丙轮的角速度为，则丙轮的角速度为() A. B. C. D.1 13rr1 31rr1 32rr1 12rrA解析：解析：1 12 23 3=rrr=1331=rr三轮靠摩擦传动，轮缘线速度相等，有三轮靠摩擦传动，轮缘线速度相等，有 温馨提示：温馨提示：皮带传动、链条传动、摩擦传动、齿皮带传动、链条传动、摩擦传动、齿轮传动规律相同：轮传动规律相同：轮缘线速度相等轮缘线速度相等。 课堂检测课堂检测4 4地球半径地球半径R6 400 km，站在，站在赤道上的人和站在赤道上的人和站在北纬北纬60上的上的人随地球转动的角速度分别是多人随地球转动的角速度分别是多大？他们的线速度分别是多大？大？他们的线速度分别是多大？解析：如图所示解析：如图所示，60AB522 3.14 =24 36rad/s 7.30010r ad/sT=A、B两点的角速两点的角速度度相同相同: :则由则由vr可可得得：RBRcos 605.5.如图所示，直径为如图所示，直径为d的纸筒以角速度的纸筒以角速度绕轴绕轴O匀速转动，从枪口匀速转动，从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆发射的子弹沿直径穿过圆筒若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下筒上留下a、b两个弹孔，已知两个弹孔，已知aO和和bO夹角为夹角为，则子弹的速度，则子弹的速度v大小是多少？大小是多少？ 课堂检测课堂检测解析：解析：如图如图，子弹应该从，子弹应该从a孔射入孔射入b孔穿出，此过程中，孔穿出，此过程中，圆筒转过的角度为圆筒转过的角度为-，由角速度的公式有：由角速度的公式有： 子弹速度为子弹速度为v，穿过两个孔所需时间：，穿过两个孔所需时间： 由以上两式可解得：由以上两式可解得：=tdtvdv 作业作业1. 某走时准确的时钟，分针与时针的长度比是1.4：1。求：（1）分针与时针的角速度之比为多少？（2）分针针尖与时针针尖的线速度之比为多少？2如图所示，圆环以直径AB为轴匀速转动.已知其半径为0.5 m，周期为4 s，求环上P点和Q点的角速度和线速度.32013年花样滑冰大奖赛在加拿大举行，如图所示是中国运动员隋文静、韩聪在比赛中，韩聪自己为转轴拉着隋文静做匀速圆周运动，转速为30r/min。隋文静的脚到转轴的距离为1.6m。求：(1)隋文静做匀速圆周运动的角速度；(2)隋文静的脚的线速度的大小。