202X学年高考物理主题一曲线运动与万有引力定律第二章匀速圆周运动1.2.1圆周运动课件教科版

1、第二章匀速圆周运动第二章匀速圆周运动1.2.1圆周运动圆周运动学习目标学习目标核心凝炼核心凝炼1.知道什么是圆周运动，知道什么是匀速圆知道什么是圆周运动，知道什么是匀速圆周运动，理解匀速圆周运动的特点。周运动，理解匀速圆周运动的特点。4个概念个概念线速度、角速度、周线速度、角速度、周期、频率期、频率(或转速或转速)1个关系个关系线速度、角速度、周线速度、角速度、周期的关系期的关系2.理解线速度、角速度、周期频率等概念，理解线速度、角速度、周期频率等概念，会对它们进行定量计算。会对它们进行定量计算。3.掌握线速度与周期、角速度与周期的关系。掌握线速度与周期、角速度与周期的关系。4.掌握常见传动装

2、置的特点。掌握常见传动装置的特点。一、圆周运动与匀速圆周运动一、圆周运动与匀速圆周运动观图助学观图助学夏天，我们翻开电风扇，就能感觉到凉爽的风，那么夏天，我们翻开电风扇，就能感觉到凉爽的风，那么(1)叶片上某点运动的轨迹是什么形状呢？叶片上某点运动的轨迹是什么形状呢？(2)如果叶片上某点在相等的时间里通过的弧长相等，那么该点运动的速度大如果叶片上某点在相等的时间里通过的弧长相等，那么该点运动的速度大小变化吗？小变化吗？1.圆周运动：物体的运动轨迹是圆周运动：物体的运动轨迹是_的运动叫做圆周运动。的运动叫做圆周运动。2.匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的匀速圆周运动：质点沿圆

3、周运动，如果在相等的时间里通过的_相等，这相等，这种运动就叫匀速圆周运动。种运动就叫匀速圆周运动。3.圆周运动的特点圆周运动的特点(1)轨迹形状：是轨迹形状：是_。(2)速度方向：任一时刻的速度方向都在圆周的速度方向：任一时刻的速度方向都在圆周的_方向上。方向上。理解概念理解概念判断以下说法的正误。判断以下说法的正误。(1)做圆周运动的物体，其速度一定是变化的。做圆周运动的物体，其速度一定是变化的。( )(2)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移一样。做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移一样。( )(3)匀速圆周运动是一种匀速运动。匀速圆周运动是一种匀速运动。( )圆圆圆弧长度圆弧长度

4、圆圆切线切线二、匀速圆周运动的线速度、角速度和周期二、匀速圆周运动的线速度、角速度和周期观图助学观图助学地球与月亮均做圆周运动，地球和月亮进展了下面的地球与月亮均做圆周运动，地球和月亮进展了下面的“对话：对话：(1)从在一样时间内通过弧长的长度方面比较，是谁运动得快？从在一样时间内通过弧长的长度方面比较，是谁运动得快？(2)从在一样时间内半径转过的角度大小方面比较，是谁运动得快？从在一样时间内半径转过的角度大小方面比较，是谁运动得快？(3)从转过一圈所用时间的多少方面比较，是谁运动得快？从转过一圈所用时间的多少方面比较，是谁运动得快？(4)从在一样时间内转过的圈数方面比较，又是谁运动得快？从在

5、一样时间内转过的圈数方面比较，又是谁运动得快？线速度、角速度、周期和转速的比较线速度、角速度、周期和转速的比较快慢快慢相切相切转动转动一周一周圈数圈数理解概念理解概念判断以下说法的正误。判断以下说法的正误。(1)做圆周运动的物体，其线速度的方向是不断变化的。做圆周运动的物体，其线速度的方向是不断变化的。( )(3)角速度是标量，它没有方向。角速度是标量，它没有方向。( )(4)转速越大，周期一定越大。转速越大，周期一定越大。( )对线速度、角速度和匀速圆周运动的理解对线速度、角速度和匀速圆周运动的理解观察探究观察探究如图如图1所示为自行车的车轮，所示为自行车的车轮，A、B为辐条上的两点，当它们

6、随轮一起转动时，答复为辐条上的两点，当它们随轮一起转动时，答复以下问题：以下问题：图图1(1)A、B两点的速度方向沿什么方向？两点的速度方向沿什么方向？(2)A、B两点在一样的时间内沿圆弧运动的轨迹长度一样吗？哪个运动得快？两点在一样的时间内沿圆弧运动的轨迹长度一样吗？哪个运动得快？(3)如果如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等，点在任意相等的时间内转过的弧长相等，B做匀速运动吗？做匀速运动吗？(4)匀速圆周运动的线速度是不变的吗？匀速圆周运动的匀速圆周运动的线速度是不变的吗？匀速圆周运动的“匀速同匀速同“匀速直线运动匀速直线运动的的“匀速一样吗？匀速一样吗？答案答案(1)两点的速度方向均

7、沿各自圆周的切线方向。两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向。(2)B运动的轨迹长，运动的轨迹长，B运动得快。运动得快。(3)B运动的速率不变，但运动的速率不变，但B运动的方向时刻变化，故运动的方向时刻变化，故B做非匀速运动。做非匀速运动。(4)质点做匀速圆周运动时，线速度的大小不变，方向时刻在变化，因此，匀速圆周质点做匀速圆周运动时，线速度的大小不变，方向时刻在变化，因此，匀速圆周运动不是线速度不变的运动，只是速率不变，是变速曲线运动。而运动不是线速度不变的运动，只是速率不变，是变速曲线运动。而“匀速直线运动匀速直线运动中的中的“匀速指的是速度不变，是大小、方向都不变，二者并不一样。匀速指的是

8、速度不变，是大小、方向都不变，二者并不一样。探究归纳探究归纳1.对线速度的理解对线速度的理解2.对角速度的理解对角速度的理解3.对匀速圆周运动的理解对匀速圆周运动的理解“匀速匀速”的含义的含义(不变量不变量)(1)速度的大小不变，即速率不变，速度的大小不变，即速率不变，“匀速匀速”应理解为匀速率应理解为匀速率(2)转动快慢不变，即角速度、周期、频率、转速都不变转动快慢不变，即角速度、周期、频率、转速都不变匀中有变匀中有变(变化量变化量)(1)速度方向是时刻变化的速度方向是时刻变化的(沿着圆周的切线方向沿着圆周的切线方向)(2)是变速曲线运动是变速曲线运动试题案例试题案例例例1 (多项选择多项选

9、择)某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，以下说法中正确的选项是某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，以下说法中正确的选项是()A.在任何相等的时间内，质点运动的平均速度都一样在任何相等的时间内，质点运动的平均速度都一样B.在任何相等的时间内，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等在任何相等的时间内，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等C.该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态D.该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合力不等于零该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合力不等于零解析但由于位移是矢量，在相等的时间内，质点的位移大小相等，位移方向却

10、不解析但由于位移是矢量，在相等的时间内，质点的位移大小相等，位移方向却不一定一样；平均速度也是矢量，虽然大小相等，但方向不一定一样，故一定一样；平均速度也是矢量，虽然大小相等，但方向不一定一样，故A错误；在错误；在相等的时间内，连接质点和圆心的半径所转过的角度也相等，故相等的时间内，连接质点和圆心的半径所转过的角度也相等，故B正确；该质点做正确；该质点做的是变速运动，具有加速度，不是处于平衡状态，所以它所受合力不等于零，故的是变速运动，具有加速度，不是处于平衡状态，所以它所受合力不等于零，故C错误，错误，D正确。正确。答案答案BD匀速圆周运动中的匀速圆周运动中的“匀速理解误区匀速理解误区一定要

11、注意矢量的方向性。匀速圆周运动是变速运动，这里的一定要注意矢量的方向性。匀速圆周运动是变速运动，这里的“匀速是匀速是“匀速匀速率的意思；匀速圆周运动中的率的意思；匀速圆周运动中的“匀速不同于匀速直线运动中的匀速不同于匀速直线运动中的“匀速。匀速。针对训练针对训练1 (多项选择多项选择)质点做匀速圆周运动，那么质点做匀速圆周运动，那么()A.在任何相等的时间内，质点的位移都一样在任何相等的时间内，质点的位移都一样B.在任何相等的时间内，质点通过的路程都相等在任何相等的时间内，质点通过的路程都相等C.因为它速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动因为它速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动D.它速度

12、大小不变，但方向时刻改变，是变速运动它速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动解析质点做匀速圆周运动时，由于位移是矢量，在相等的时间内，质点的位移解析质点做匀速圆周运动时，由于位移是矢量，在相等的时间内，质点的位移大小相等，位移方向却不一定一样，因此位移不一定一样，故大小相等，位移方向却不一定一样，因此位移不一定一样，故A错误；相等的时间错误；相等的时间内通过的圆弧长度相等，即路程相等，故内通过的圆弧长度相等，即路程相等，故B正确；速度是矢量，因为匀速圆周运动正确；速度是矢量，因为匀速圆周运动速度的方向时刻在改变，匀速圆周运动是变速运动，故速度的方向时刻在改变，匀速圆周运动是变速运动，故C错误

13、，错误，D正确。正确。答案答案BD线速度、角速度、周期、转速之间的关系线速度、角速度、周期、转速之间的关系观察探究观察探究如图如图2所示，钟表上的秒针、分针、时针以不同的角速度做圆周运动。秒针针尖做所示，钟表上的秒针、分针、时针以不同的角速度做圆周运动。秒针针尖做圆周运动的半径为圆周运动的半径为r，在很短时间，在很短时间t内转过的圆心角为内转过的圆心角为，对应弧长，对应弧长AB为为s。图图2(1)秒针、分针、时针它们转动的快慢一样吗？谁转得最快？秒针、分针、时针它们转动的快慢一样吗？谁转得最快？(2)秒针的周期是多大？秒针针尖的线速度秒针的周期是多大？秒针针尖的线速度v是多大？秒针的角速度是多

14、大？秒针的角速度是多大？是多大？ (3)圆心角圆心角与弧长与弧长s及半径及半径r之间有什么数学关系？线速度之间有什么数学关系？线速度v与角速度与角速度及半径及半径r之间有什么关系？之间有什么关系？探究归纳探究归纳1.线速度和角速度间的关系线速度和角速度间的关系(1)线速度和角速度间的关系式：线速度和角速度间的关系式：vr。(2)当当v、r中有一个不变时，其他两个物理量间的变化关系如下图。中有一个不变时，其他两个物理量间的变化关系如下图。2.描述圆周运动的各物理量之间的关系描述圆周运动的各物理量之间的关系图图3(1)圆环转动的角速度和周期；圆环转动的角速度和周期；(2)环上环上Q点的线速度大小。

15、点的线速度大小。【思路探究】【思路探究】(1)P、Q两点做圆周运动的圆心是圆环的圆心吗？如何由几何关系求出两点做圆周运动的圆心是圆环的圆心吗？如何由几何关系求出P、Q两点两点做圆周运动的半径？做圆周运动的半径？(2)做匀速圆周运动的半径、角速度与线速度之间是什么规律公式？做匀速圆周运动的半径、角速度与线速度之间是什么规律公式？同轴传动类问题的解题思路同轴传动类问题的解题思路(1)首先要确定质点做圆周运动的轨迹所在的平面以及圆周运动圆心的位置，从首先要确定质点做圆周运动的轨迹所在的平面以及圆周运动圆心的位置，从而确定半径。而确定半径。(2)然后由然后由v、的定义式及的定义式及v、r的关系式来计算

16、。的关系式来计算。(3)一定要牢记：同一轮子或同轴传动的轮子上各点运动的角速度一定要牢记：同一轮子或同轴传动的轮子上各点运动的角速度、转速、转速n和周和周期期T均相等，线速度那么与半径成正比。均相等，线速度那么与半径成正比。针对训练针对训练2 如图如图4所示，两个小球所示，两个小球a和和b用轻杆连接，并一起在水平面内做匀速圆周用轻杆连接，并一起在水平面内做匀速圆周运动，以下说法中正确的选项是运动，以下说法中正确的选项是()图图4A.a球的线速度比球的线速度比b球的线速度小球的线速度小B.a球的角速度比球的角速度比b球的角速度小球的角速度小C.a球的周期比球的周期比b球的周期小球的周期小D.a球

17、的转速比球的转速比b球的转速大球的转速大解析两个小球一起转动，周期一样，它们的转速、角速度都相等，故解析两个小球一起转动，周期一样，它们的转速、角速度都相等，故B、C、D错误；错误；而由而由vr可知可知b的线速度大于的线速度大于a的线速度，所以的线速度，所以A正确。正确。答案答案A观察探究观察探究如图如图5为一辆自行车传动装置的构造图，观察自行车是怎样用链条传动来驱动后轮为一辆自行车传动装置的构造图，观察自行车是怎样用链条传动来驱动后轮前进的，并思考：前进的，并思考：同轴转动和皮带传动问题同轴转动和皮带传动问题图图5(1)大齿轮与小齿轮用链条传动，它们边缘的线速度大小有什么关系？大齿轮与小齿轮

18、用链条传动，它们边缘的线速度大小有什么关系？(2)小齿轮与后轮是同轴转动，轮上各点的角速度有什么关系？小齿轮与后轮是同轴转动，轮上各点的角速度有什么关系？答案答案(1)链条传动时，在一样的时间内，大齿轮与小齿轮的边缘通过的弧长相链条传动时，在一样的时间内，大齿轮与小齿轮的边缘通过的弧长相等，所以线速度大小一样。等，所以线速度大小一样。(2)同轴传动时，在一样的时间内，小齿轮与后轮转过的角度相等，所以角速度同轴传动时，在一样的时间内，小齿轮与后轮转过的角度相等，所以角速度一样。一样。探究归纳探究归纳【例【例3】(2021湖北沙市中学高一下期中湖北沙市中学高一下期中)如图如图6所示是自行车传动构造的示意图，其所示是自行车传动构造的示意图，其中中A是半径为是半径为r1的大齿轮，的大齿轮，B是半径为是半径为r2的小齿轮，的小齿轮，C是半径为是半径为r3的后轮，假设脚踏的后轮，假设脚踏板的转速为板的转速为n r/s，那么自行车前进的速度为，那么自行车前进的速度为()图图6答案答案C针对训练针对训练3 (多项选择多项选择)一辆卡车在水平路面上行驶，该车轮胎半径为一辆卡车在水平路面上行驶，该车轮胎半径为R，轮胎转动的，轮胎转动的角速度为角速度为，关于各点的线速度大小，以下说法正确的选项是，关于各点的线速度大小，以下说法正确的选项是()图图7A