物理必修2粤教版21 匀速圆周运动 课件(42张)

1、第第2章圆周运动章圆周运动第一节匀速圆周运动第一节匀速圆周运动第第一一节节匀匀速速圆圆周周运运动动核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道圆周运动和匀速圆周运动的概念知道圆周运动和匀速圆周运动的概念.2理解匀速圆周运动的特点和描述匀速圆周运动理解匀速圆周运动的特点和描述匀速圆周运动的四个物理量：线速度、角速度、周期和转速的四个物理量：线速度、角速度、周期和转速3能利用它们的概念和相互关系分析计算有关问能利用它们的概念和相互关系分析计算有关问题题重点难点：线速度、角速度、周期公式以

2、及它们之重点难点：线速度、角速度、周期公式以及它们之间的关系间的关系一、认识圆周运动一、认识圆周运动1圆周运动的定义圆周运动的定义如果质点的运动轨迹是如果质点的运动轨迹是_，那么这一质点的运动，那么这一质点的运动就叫做圆周运动就叫做圆周运动2匀速圆周运动匀速圆周运动圆周运动中最简单的运动圆周运动中最简单的运动质点做圆周运动时，如果在相等的时间内通过的质点做圆周运动时，如果在相等的时间内通过的_的弧长都相等，这种运动就叫匀速圆周的弧长都相等，这种运动就叫匀速圆周运动运动课前自主学案课前自主学案圆圆圆弧长度圆弧长度思考感悟思考感悟1“坐地日行八万里，巡天遥看一千河坐地日行八万里，巡天遥看一千河”这

3、著名这著名的诗句说明了我们每天坐在地球上不动，却因为随的诗句说明了我们每天坐在地球上不动，却因为随地球自转而运动了八万里大家能否想象到，我们地球自转而运动了八万里大家能否想象到，我们坐在椅子上不动，而地球在自转，我们自然要随地坐在椅子上不动，而地球在自转，我们自然要随地球一起转动，我们运动的轨迹是什么样的呢？球一起转动，我们运动的轨迹是什么样的呢？提示：提示：轨迹是圆轨迹是圆二、如何描述匀速圆周运动的快慢二、如何描述匀速圆周运动的快慢描述圆周运动快慢的几个物理量描述圆周运动快慢的几个物理量1线速度线速度线速度是描述做圆周运动的质点运动快慢的物理量线速度是描述做圆周运动的质点运动快慢的物理量线速

4、度的大小等于质点通过的线速度的大小等于质点通过的_跟跟_的比值，即的比值，即v_.线速度不仅有线速度不仅有_，而且有，而且有_物体在某一物体在某一时刻或某一位置的线速度方向就是时刻或某一位置的线速度方向就是_弧长弧长l通过这通过这段弧长所用时间段弧长所用时间t大小大小方向方向圆周上该点的切线圆周上该点的切线方向方向2角速度角速度角速度是描述圆周运动的特有概念连结运动质点角速度是描述圆周运动的特有概念连结运动质点和圆心的半径转过的和圆心的半径转过的_和和_的比的比值值，叫做匀速圆周运动的角速度，即，叫做匀速圆周运动的角速度，即_角速度的单位是角速度的单位是_，符号是，符号是_.3周期周期做匀速圆

5、周运动的物体做匀速圆周运动的物体_所用的时间叫周所用的时间叫周期，周期用期，周期用T表示，其国际制单位为秒表示，其国际制单位为秒(s)角度角度所用时间所用时间t弧度每秒弧度每秒rad/s运动一周运动一周4转速转速做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体_叫叫做转速用做转速用n表示，其单位为表示，其单位为_，符号为，符号为_，或者，或者_，符号是，符号是_.思考感悟思考感悟2角速度与转速的大小关系如何？二者的单位符角速度与转速的大小关系如何？二者的单位符号分别是什么？号分别是什么？提示：提示：2nrad/sr/s(或者或者r/min)单位时间内转过的圈数单位时间内转过的圈数转每秒转每秒r/s转每

6、分转每分r/min三、线速度、角速度、周期间的关系三、线速度、角速度、周期间的关系线速度、角速度和周期都可以用来描述匀速圆周运线速度、角速度和周期都可以用来描述匀速圆周运动的快慢，它们之间的关系为：动的快慢，它们之间的关系为：v_，_，v_.r思考感悟思考感悟3市场出售的蝇拍，如图市场出售的蝇拍，如图211所示，拍把长约所示，拍把长约30cm，拍头是长，拍头是长12cm、宽、宽10cm的长方形这种拍的长方形这种拍的使用效果往往不好，当拍头打向苍蝇时，尚未打的使用效果往往不好，当拍头打向苍蝇时，尚未打到，苍蝇就飞走了有人将拍把增长到到，苍蝇就飞走了有人将拍把增长到60cm，结，结果是打一个准一个

7、果是打一个准一个想一想：为什么拍把增长后打一个准一个？想一想：为什么拍把增长后打一个准一个？图图211提示：提示：苍蝇的反应很灵敏，只有拍头的速度足够大苍蝇的反应很灵敏，只有拍头的速度足够大时才能击中，而人转动手腕的角速度是有限的，由时才能击中，而人转动手腕的角速度是有限的，由vr知，当增大转动半径知，当增大转动半径(即拍把长即拍把长)时，如由时，如由30cm增大到增大到60cm，则拍头速度增大为原来的，则拍头速度增大为原来的2倍，倍，此时苍蝇就难以逃生了此时苍蝇就难以逃生了核心要点突破核心要点突破(5)对线速度的三点理解对线速度的三点理解线速度，即曲线运动中的瞬时速度线速度，即曲线运动中的瞬

8、时速度匀速圆周运动的匀速圆周运动的“匀速匀速”是指运动的速率不变，是指运动的速率不变，平均速率和瞬时速率相等，所以弧长和所对应时间平均速率和瞬时速率相等，所以弧长和所对应时间的比值在数值上等于线速度的大小的比值在数值上等于线速度的大小由于质点做匀速圆周运动时的速度方向不断发生由于质点做匀速圆周运动时的速度方向不断发生变化，所以匀速圆周运动是一种变速运动变化，所以匀速圆周运动是一种变速运动线速度和角速度都是描述匀速圆周运动的质点运线速度和角速度都是描述匀速圆周运动的质点运动快慢的物理量，线速度侧重于物体通过一定弧长动快慢的物理量，线速度侧重于物体通过一定弧长的快慢程度，而角速度侧重于质点转过一定

9、角度的的快慢程度，而角速度侧重于质点转过一定角度的快慢程度它们都有一定的局限性，任何一个速度快慢程度它们都有一定的局限性，任何一个速度(v或或)都无法全面准确地反映出做匀速圆周运动质都无法全面准确地反映出做匀速圆周运动质点的运动状态例如地球围绕太阳运动的线速度是点的运动状态例如地球围绕太阳运动的线速度是3104m/s，这个数值是较大的，但它的角速度却，这个数值是较大的，但它的角速度却很小，其值为很小，其值为2107rad/s.我们不能从它的线速我们不能从它的线速度大就得出它做圆周运动快的结论同样也不能从度大就得出它做圆周运动快的结论同样也不能从它角速度小就得出它做圆周运动慢的结论因此为它角速度

10、小就得出它做圆周运动慢的结论因此为了全面准确地描述质点做圆周运动的状态，需要用了全面准确地描述质点做圆周运动的状态，需要用线速度和角速度两个物理量线速度和角速度两个物理量3周期周期T、频率、频率f和转速和转速n(1)物理意义：周期、频率和转速都是描述物体做物理意义：周期、频率和转速都是描述物体做圆周运动快慢的物理量圆周运动快慢的物理量(2)定义：定义：周期周期T：做圆周运动的物体运动一周所：做圆周运动的物体运动一周所需的时间单位需的时间单位s.频率频率f：做圆周运动的物体，在：做圆周运动的物体，在1s内转过的圈数内转过的圈数叫频率单位叫频率单位Hz.转速转速n：做圆周运动的物体，在单位时间内转

11、过：做圆周运动的物体，在单位时间内转过的圈数常用的单位有转每秒的圈数常用的单位有转每秒r/s；转每分，；转每分，r/min.特别提醒：特别提醒：周期性是匀速圆周运动的重要特征所周期性是匀速圆周运动的重要特征所谓周期性是指做匀速圆周运动的物体每经过一定的谓周期性是指做匀速圆周运动的物体每经过一定的时间，又回到原来的位置，其瞬时速度的大小和方时间，又回到原来的位置，其瞬时速度的大小和方向也恢复到原来的大小和方向转速向也恢复到原来的大小和方向转速(n)是工程技是工程技术中常用的描述匀速圆周运动快慢的物理量术中常用的描述匀速圆周运动快慢的物理量即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1

12、(双选双选)下列说法正确的是下列说法正确的是()A线速度的大小等于位移与时间的比值线速度的大小等于位移与时间的比值B线速度的大小等于弧长与时间的比值线速度的大小等于弧长与时间的比值C线速度的方向沿半径方向线速度的方向沿半径方向D线速度的方向垂直于半径方向线速度的方向垂直于半径方向解析：解析：选选BD.由线速度的定义可知答案由线速度的定义可知答案B正确；线速正确；线速度的方向沿圆周上某点的切线方向，与半径方向垂度的方向沿圆周上某点的切线方向，与半径方向垂直，故直，故D正确正确二、圆周运动的各物理量之间的关系二、圆周运动的各物理量之间的关系特别提醒：特别提醒：(1)线速度是描述物体运动快慢的物理线

13、速度是描述物体运动快慢的物理量，角速度、转速、周期是描述物体转动快慢的物量，角速度、转速、周期是描述物体转动快慢的物理量；理量；v越大，表示物体运动得越快，越大，表示物体运动得越快，、n越大，越大，T越小，表示物体转动得越快；越小，表示物体转动得越快；v大，大，不一定大；不一定大；反之反之大，大，v也不一定大也不一定大(2)当转速的单位取当转速的单位取r/s时，频率时，频率f和转速和转速n在数值上在数值上是相等的，此时有是相等的，此时有fn.即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2做匀速圆周运动的物体，做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为内沿半径为20m的圆周运动的圆周运动

14、100m，试求物体做匀速圆周运动时：，试求物体做匀速圆周运动时：(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)周期的大周期的大小小.答案：答案：见解析见解析三、三种传动装置及特点三、三种传动装置及特点1共轴传动共轴传动如图如图212所示，所示，A点和点和B点在同轴的点在同轴的一个一个“圆盘圆盘”上，但跟轴上，但跟轴(圆心圆心)的距离的距离不同，当不同，当“圆盘圆盘”转动时，转动时，A点和点和B点点沿着不同半径的圆做圆周运动，它们沿着不同半径的圆做圆周运动，它们的半径分别为的半径分别为r和和R，且，且rR.它们运动的特点是转它们运动的特点是转动方向相同，即逆时针转动或

15、顺时针转动，但两者动方向相同，即逆时针转动或顺时针转动，但两者是相同的线速度、角速度、周期存在着定量关系是相同的线速度、角速度、周期存在着定量关系图图2122皮带传动皮带传动如图如图213所示，所示，A点和点和B点分别是点分别是两个轮子边缘上的点，两个轮子用皮两个轮子边缘上的点，两个轮子用皮带连起来，并且皮带不打滑由于带连起来，并且皮带不打滑由于A、B两点相当两点相当于皮带上的不同位置的点，所以它们的线速度必然于皮带上的不同位置的点，所以它们的线速度必然相同，但是因为半径不同，所以角速度不同它们相同，但是因为半径不同，所以角速度不同它们运动的特点是转动方向相同线速度、角速度、周运动的特点是转动

16、方向相同线速度、角速度、周期存在着定量关系：期存在着定量关系：图图2133齿轮传动齿轮传动如图如图214所示，所示，A点和点和B点分别是点分别是两个齿轮的边缘上的点，两个齿轮的两个齿轮的边缘上的点，两个齿轮的轮齿啮合两个轮子在同一时间内转轮齿啮合两个轮子在同一时间内转过的齿数相等，或者说过的齿数相等，或者说A、B两点的线速度相等，两点的线速度相等，但它们的转动方向恰好相反，即当但它们的转动方向恰好相反，即当A顺时针转动时顺时针转动时，B逆时针转动线速度、角速度、周期存在着定逆时针转动线速度、角速度、周期存在着定量关系：量关系：式中式中n1、n2分别表示齿轮的齿数分别表示齿轮的齿数图图214特别

17、提醒：特别提醒：(1)v、r间的关系为瞬时对应关系且间的关系为瞬时对应关系且适用于所有的圆周运动适用于所有的圆周运动(2)讨论讨论v、r三者间的关系时，应先明确不变量三者间的关系时，应先明确不变量，然后再确定另外两个量间的正、反比关系，然后再确定另外两个量间的正、反比关系(3)在处理传动装置中各物理量间的关系时，关键是在处理传动装置中各物理量间的关系时，关键是确定其相同的量确定其相同的量(线速度或角速度线速度或角速度)，再由描述圆周，再由描述圆周运动的各物理量间的关系，确定其他各量间的关系运动的各物理量间的关系，确定其他各量间的关系.即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3(

18、双选双选)如图如图215所示，为某一皮带传动装置所示，为某一皮带传动装置主动轮的半径为主动轮的半径为r1，从动轮的半径为，从动轮的半径为r2.已知主动已知主动轮做顺时针转动，转速为轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打，转动过程中皮带不打滑下列说法正确的是滑下列说法正确的是()图图215解析：解析：选选BC.主动轮顺时针转动时，皮带带动从动主动轮顺时针转动时，皮带带动从动轮逆时针转动，轮逆时针转动，A项错误，项错误，B项正确；由于两轮边项正确；由于两轮边缘线速度大小相等，根据缘线速度大小相等，根据v2rn，可得两轮转速，可得两轮转速与半径成反比，所以与半径成反比，所以C项正确，项正确，D

19、项错误项错误课堂互动讲练课堂互动讲练(单选单选)静止在地球上的物体都要随地球一起静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是转动，下列说法正确的是()A它们的运动周期都是相同的它们的运动周期都是相同的B它们的线速度都是相同的它们的线速度都是相同的C它们的线速度大小都是相同的它们的线速度大小都是相同的D它们的角速度是不同的它们的角速度是不同的描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量【思路点拨思路点拨】地球上的物体绕地轴转动时，各点地球上的物体绕地轴转动时，各点具有相同的角速度具有相同的角速度，但各点的半径不一定相同，但各点的半径不一定相同，根据根据vr可知线速度的大小不一定相同解答问可

20、知线速度的大小不一定相同解答问题时，要特别注意物体运动的特点及它们的角速度题时，要特别注意物体运动的特点及它们的角速度和线速度的大小变化情况，掌握概念的本质特征和线速度的大小变化情况，掌握概念的本质特征【自主解答】【自主解答】如图如图216所示，所示，地球绕自转轴转动时，地球上各点的地球绕自转轴转动时，地球上各点的周期和角速度都是相同的地球表面周期和角速度都是相同的地球表面物体做圆周运动的平面是物体所在纬物体做圆周运动的平面是物体所在纬图图216度线平面，其圆心分布在整条自转轴上，不同纬度度线平面，其圆心分布在整条自转轴上，不同纬度处的物体圆周运动的半径是不同的，只有同一纬度处的物体圆周运动的

21、半径是不同的，只有同一纬度处物体的转动半径相等，线速度的大小才相等但处物体的转动半径相等，线速度的大小才相等但即使物体的线速度大小相同，方向也各不相同即使物体的线速度大小相同，方向也各不相同【答案答案】A变式训练变式训练(单选单选)如图如图217所示是一个玩具所示是一个玩具陀螺陀螺a、b和和c是陀螺上的三个点是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度度稳定旋转时，下列表述正确的是稳定旋转时，下列表述正确的是()Aa、b和和c三点的线速度大小相等三点的线速度大小相等Ba、b和和c三点的角速度相等三点的角速度相等Ca、b的角速度比的角速度比c的大的大Dc的线速度

22、比的线速度比a、b的大的大图图217解析：解析：选选B.由于由于a、b、c三点是陀螺上的三个点，三点是陀螺上的三个点，所以当陀螺转动时，三个点的角速度相同，选项所以当陀螺转动时，三个点的角速度相同，选项B正确，正确，C错误；根据错误；根据vr，由于，由于a、b、c三点的三点的半径不同，半径不同，rarbrc，所以有，所以有vavbvc，选项，选项A、D均错误均错误如图如图218所示的传动装置中，所示的传动装置中，B、C两两轮固定在一起绕同一轴转动，轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传两轮用皮带传动，三轮半径关系是动，三轮半径关系是rArC2rB，若皮带不打滑，若皮带不打滑，求，求A、B、C轮边缘的轮边缘的a、b、c三点的角速度之比三点的角速度之比和线速度之比和线速度之比传动装置中各物理量的关系传动装置中各物理量的关系图图218【精讲精析精讲精析】A、B两轮边缘线速度大小相等，两轮边缘线速度大小相等，B、C两轮的角速度相等，结合两轮的角速度相等，结合vr找出比例关找出比例关系系.A、B两轮边缘的线速度大小相等，即两轮边缘的线速度大小相等，即vavb或或vavb11由由vr得得abrBrA12B、C两轮的角速度相等，即两轮的角速度相等，即bc或或b c1 1由由vr得得vbvcrBrC12由由得