圓周運動 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修2

第六章圓周運動第一節(jié)圓周運動課堂引入大招摩天輪地球同步衛(wèi)星鐘表課堂引入在物理學(xué)中，把質(zhì)點的運動軌跡是圓或圓弧的一部分的運動叫做圓周運動。風(fēng)扇如圖：自行車的輪盤，飛輪，后輪中的質(zhì)點都在做圓周運動。哪些點運動得更快些？思考與討論比較做圓周運動快慢的方法：1.比較物體在一段時間內(nèi)通過的圓弧的長短2.比較物體在一段時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度3.比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時間4.比較物體在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)如何比較圓周運動的快慢？1.物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢。2.定義：質(zhì)點做圓周運動通過的弧長Δs和所用時間Δt

的比值叫做線速度。3.大?。?.單位：m/sv

=ΔtΔs5.方向：質(zhì)點在圓周某點的線速度方向沿圓周上該點的切線方向。ΔS是弧長并非位移當(dāng)Δt很小很小時（趨近零），弧長ΔS就等于物體的位移，式中的v，就是直線運動中學(xué)過的瞬時速度。矢量?S一、線速度定義：物體沿著圓周運動，并且線速度的大小處處相等，這種運動叫做勻速圓周運動。注意：勻速圓周運動是一種變加速曲線運動。加速度方向在變化二、勻速圓周運動勻速圓周運動中的“勻速”指速度不變嗎？vvvo【數(shù)學(xué)知識補充】1、物理意義：描述質(zhì)點轉(zhuǎn)動的快慢。2、定義:物體做圓周運動，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度Δθ和所用時間Δt的比值叫做角速度。3、大?。?、單位：rad/s(弧度/秒)ω=ΔtΔθΔθΔθ采用弧度制說明：勻速圓周運動是角速度不變的運動。三、角速度矢量：高中階段不研究方向物體在單位時間（每秒或每分）轉(zhuǎn)的圈數(shù)nr/s或r/min描述物體做圓周運動的快慢物體運動一周所用的時間物體在單位時間（每秒）轉(zhuǎn)的圈數(shù)TfsHz或s-1n=

f=T1轉(zhuǎn)速周期頻率頻率越高表明物體運轉(zhuǎn)得越快！轉(zhuǎn)速n越大表明物體運動得越快！四、周期、頻率、轉(zhuǎn)速算一算:一物體做半徑為r的勻速圓周運動，它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長為多少？由此可知它的線速度為多少？它在一個周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為多少？物體的角速度為多少？你能找找勻速圓周運動中的v與ω的關(guān)系嗎？你還能推導(dǎo)出那些關(guān)系？描述圓周運動物理量間的關(guān)系ωf、n勻速圓周運動特點：1.線速度時刻改變，只是大小不變2.角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速不變描述圓周運動各物理量間的關(guān)系1.傳動裝置線速度的關(guān)系a、皮帶傳動－輪緣線速度相等b、齒輪傳動－輪緣線速度相等特點：同一傳動各輪邊緣上線速度相同兩個重要的結(jié)論相同時間轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相同、弧長相同、線速度相同2.同一輪上各點的角速度關(guān)系同一輪上各點的角速度相同兩個重要的結(jié)論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'AB思考CBA(1)A、B的線速度相同對自行車三輪轉(zhuǎn)動的描述:大齒輪A小齒輪B后輪C(2)B、C的角速度相同車輪、腳踏板、大齒輪、小齒輪思考1：你認(rèn)為自行車上，大齒輪、小齒輪和后輪誰的轉(zhuǎn)速快？思考2：你認(rèn)為自行車上，大齒輪、小齒輪和后輪邊緣上的點，誰運動的更快？對自行車三輪轉(zhuǎn)動的描述CBA(1)A、B的線速度相同(2)B、C的角速度相同(3)B、C比A角速度大(4)C比A、B線速度大學(xué)以致用：圓周運動周期：T頻率：f轉(zhuǎn)速：n課堂小結(jié)描述圓周運動各物理量間的關(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，他做勻速圓周運動的角速度是多少？周期是多少？如圖所示，甲、乙兩輪固定在一起繞同軸轉(zhuǎn)動，丙輪和乙輪用不打滑的皮帶傳動。三輪邊緣分別有A、B、C三點，且rA:rB:rC=2:1:2，則A、B、C三點的線速度之比vA:vB:vC=_____；角速度之比ωA:ωB:ωC=_____。2:1:12:2:1甲RrO60°RO’1、如圖所示，地球可以看作一個半徑為的球體，北京的緯度約為北緯40度。位于赤道和位于北京的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的角速度各是多大？線速度各是多大？【練習(xí)與應(yīng)用】2．某個走時準(zhǔn)確的時鐘（圖6.1-5)，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？(2）分針針尖與時針針尖的線速度之比是多少？【練習(xí)與應(yīng)用】3．在圖6.1-6中，A、B兩點分別位于大、小輪的邊緣上，C點位于大輪半徑的中點，大輪的半徑是小輪的2倍，它們之間靠摩擦傳動，接觸面上沒有滑動。請在該裝置的A、B、C三個點中選擇有關(guān)的兩個點，說明公式v=ωr的以下三種變量關(guān)系：(1)v相等，ω跟r成反比。(2)ω相等，v跟r成正比。(3)r相等，v跟ω成正比?！揪毩?xí)與應(yīng)用】【典例1】（2020·長春市第二實驗中學(xué)高一期末）關(guān)于圓周運動，以下說法中正確的是（）A．做圓周運動的物體速度是變化的，做勻速圓周運動的物體速度是不變的B．做圓周運動的物體加速度是變化的，做勻速圓周運動的物體加速度是恒定的C．做圓周運動的物體受到的合外力方向不一定指向圓心D．做勻速圓周運動物體的受到的合外力不一定等于向心力典例分析【正確答案】C【典例2】（2020·全國高一課時練習(xí)）物體做勻速圓周運動的條件是（）A．有一定的初速度，且受到一個始終與初速度垂直的恒力作用B．有一定的初速度，且受到一個大小不變、方向變化的力的作用C．有一定的初速度，且受到一個方向始終指向圓心的力的作用D．有一定的初速度，且受到一個大小不變、方向始終和速度垂直的合力作用典例分析【正確答案】D【典例3】（2021·湖北孝感市·高一開學(xué)考試）如圖所示，一小物塊以大小為的向心加速度做勻速圓周運動，半徑R=1m，則下列說法正確的是（）A．小物塊做圓周運動的周期為1sB．小物塊運動的角速度為C．小物塊在內(nèi)通過的路程為零D．小物塊在內(nèi)通過的位移大小為典例分析【正確答案】B典例分析【正確答案】B【典例4】如圖所示是一個玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三個點。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是(

)A．a(chǎn)、b和c三點的線速度大小相等B．a(chǎn)、b和c三點的角速度相等C．a(chǎn)、b的角速度比c的大D．c的線速度比a、b的大典例分析【正確答案】B【典例5】如圖所示，甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為ω1，則丙輪的角速度為(

)典例分析【正確答案】A【典例6】（2020·城步苗族自治縣第一民族中學(xué)高一期末）如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)為一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑，則（）A．a(chǎn)點與c點的線速度大小相等B．a(chǎn)點與b點的角速度大小相等C．a(chǎn)點與b點的向心加速度大小相等。D．a(chǎn)、b、c、d四點，向心加速度最小的是d點典例分析【正確答案】A【典例7