第1节　圆周运动 教学课件

物理第六章圆周运动第1节圆周运动01必备知识素养奠基02关键能力素养形成03分层演练素养达标[学习目标]1．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．2．知道线速度、角速度、周期之间的关系．3．理解匀速圆周运动的概念和特点．知识点1线速度1．定义：物体做圆周运动通过的_______与所用_______的比值．2．定义式：v＝_______．3．标矢性：线速度是_______，其方向和半径______，和圆弧_______．4．物理意义：描述质点沿圆周______________的物理量．弧长时间矢量垂直相切运动快慢5．匀速圆周运动(1)定义：线速度的大小处处_______的圆周运动．(2)性质：线速度的方向是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种_______运动．相等变速知识点2角速度1．定义：物体与圆心的连线扫过的_______与所用_______的比值．2．定义式：ω＝_______．3．单位：弧度每秒，符号是_______或rad·s－1，在运算中，角速度的单位可以写为_______．4．物理意义：描述质点沿圆周______________的物理量．角度时间rad/ss－1转动快慢[判一判]1．(1)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同．(

)(2)做匀速圆周运动的物体，其所受合外力不为零．(

)(3)做匀速圆周运动的物体，其线速度不变．(

)(4)做匀速圆周运动的物体，其角速度大小不变．(

)√×√×[想一想]1．日常生活中，时钟指针的尖端、摩天轮上的座舱、电风扇工作时叶片上的点都在做圆周运动，它们的运动有何共同点？有什么不同之处？

提示：它们的运动都是圆周运动，共同点是运动轨迹都是圆周．不同点是转动的快慢不一样．知识点3周期1．周期：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间，用T表示，国际单位制单位为秒(s)．2．转速：单位时间内物体转过的圈数，常用n表示，单位为_____________或转每分(r/min)．转每秒(r/s)知识点4线速度与角速度的关系1．两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的________．2．关系式：________．乘积v＝ωr[判一判]2．(1)做匀速圆周运动的物体，周期越大，角速度越小．(

)(2)匀速圆周运动的角速度越小，则线速度越大．(

)√×[想一想]2．闹钟与手表为什么会有快慢之争？提出你的看法，和同学进行讨论．

提示：显然，闹钟和手表是从不同角度看圆周运动的：闹钟指的是秒针针尖的线速度；手表则指的是描述秒针运动的另一个物理量，这个物理量就是角速度．1．(对匀速圆周运动的理解)质点做匀速圆周运动，在任意相等的时间内，下列物理量可能不同的是(

)A．通过的弧长 B．通过的位移大小C．转过的角度

D．速度的变化√解析：质点做匀速圆周运动时，因线速度的大小不变，故在任意相等的时间内通过的圆弧长度相同，A错误；位移是矢量，所以在任意相等的时间内通过的位移方向不一定相同，但是位移大小相等，B错误；质点做匀速圆周运动时，角速度是不变的，所以在任意相等的时间内转过的角度是相同的，C错误；速度的变化是矢量，任意相等的时间内的速度变化方向不一定相同，D正确．2．(对匀速圆周运动性质的理解)关于物体做匀速圆周运动的速度，下列说法中正确的是(

)A．速度的大小和方向都改变B．速度的大小和方向都不变C．速度的大小不变，方向改变D．速度的大小改变，方向不变解析：物体做匀速圆周运动的速度大小不变，但方向始终沿圆周的切线方向，即方向时刻在变化，故C正确，A、B、D错误．√3.(圆周运动的物理量及相互关系)如图所示，秒针绕O点转动，A、B为秒针的两个端点．在转动时，A、B的角速度和线速度分别记为ωA、ωB和vA、vB，则(

)A．ωA<ωBB．ωA>ωBC．vA<vBD．vA>vB√解析：A、B为秒针的两个端点，他们属于同轴转动，故A、B的角速度大小相等，A、B错误；转动过程中，A点的半径小于B的半径，根据线速度与角速度的关系v＝ωr，可得vA<vB，故C正确，D错误．√√√探究一圆周运动的物理量及其关系【情景导入】

拍苍蝇的过程与物理有关．市场上出售的苍蝇拍(如图所示)拍把长约30cm，拍头长约12cm、宽约10cm，这种拍的使用效果往往不好，拍未到，蝇已飞．有人将拍把增长到60cm，结果是打一个准一个，你能解释其原因吗？提示：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v＝ωr知，当增大转动半径(即拍把长)时，如由30cm增大到60cm，则拍头速度增大为原来的2倍，此时，苍蝇就难以逃生了．1．物理量的定义(1)线速度：单位时间(1s内)转过的弧长．(2)角速度：单位时间(1s内)转过的圆心角．(3)周期：转一圈所用的时间．(4)频率(转速)：单位时间内转过的圈数．√√【例2】A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们(

)

A．线速度大小之比为2∶3B．角速度大小之比为3∶4C．圆周运动的半径之比为2∶1D．转速之比为3∶2√[针对训练1]

(多选)质点做匀速圆周运动时(

)A．线速度越大，其转速一定越大B．角速度大时，其转速一定大C．线速度一定时，半径越大，则周期越长D．无论半径大小如何，角速度越大，则质点的周期一定越长√√[针对训练2]如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则(

)A.ωP<ωQ，vP<vQ

B．ωP<ωQ，vP＝vQC．ωP＝ωQ，vP<vQ

D．ωP＝ωQ，vP>vQ√解析：由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP＝ωQ，同时由题图可知Q点到螺母的距离比较大，根据v＝ωr可知Q点的线速度大，即vP＜vQ.探究二对匀速圆周运动性质的理解【情景导入】1．做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同吗？2．匀速圆周运动的线速度是不变的吗？匀速圆周运动中的“匀速”和匀速直线运动中的“匀速”一样吗？提示：1.不一定相同．做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移大小相等，但方向可能不同．2．质点做匀速圆周运动时，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，而是线速度大小不变的运动，是变速曲线运动．匀速圆周运动中的“匀速”是指速度的大小(速率)不变，应该理解成“匀速率”；而匀速直线运动中的“匀速”指的是速度不变，是大小、方向都不变．二者并不相同．1．匀中有变：由于匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向沿着圆周的切线方向，所以物体做匀速圆周运动时，速度的方向时刻在变化．2．匀速的含义(1)速度的大小不变，即速率不变；(2)转动快慢不变，即角速度大小不变．3．运动性质：线速度的方向时刻改变，所以匀速圆周运动是一种变速运动．【例3】关于匀速圆周运动，下列说法正确的是(

)A．匀速圆周运动就是匀速运动B．匀速圆周运动是匀加速运动C．匀速圆周运动是一种变加速运动D．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态

√[解析]

匀速圆周运动是速度大小不变即“匀速率”的运动，速度的方向时刻发生变化，而匀速运动是速度不变的运动即匀速直线运动，A错误；由于速度方向在变化，故物体的加速度不为零，所受合力也一定不为零，故不是平衡状态，D错误；由于匀速圆周运动的速度大小不变，则由力与运动的关系可知合力方向应与速度方向是垂直的，即加速度方向与速度方向总是垂直的，而速度方向不停地发生变化，故加速度方向不停地发生变化，即加速度不是恒定的，B错误，C正确．[针对训练3]

(多选)做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是(

)A．速度 B．速率C．角速度

D．周期解析：物体做匀速圆周运动时，速度的大小虽然不变，但它的方向在不断变化，故B、C、D正确．√√√探究三对传动装置的分析【情景导入】1．如图所示，跷跷板的支点位于板的中点，A、B是板上的两个点，请比较：在撬动的某一时刻，A、B的线速度vA、vB的大小关系及角速度ωA、ωB的大小关系．2．如图所示的是机器内部的齿轮，大、小齿轮相互啮合．当机器转动时，小齿轮和大齿轮谁转得快？有人说它们的速度大小是一样的，这种说法对吗？提示：1.根据题意，A、B绕同一支点转动，所以角速度相等，即ωA＝ωB；由题图看出rA>rB，根据v＝ωr得线速度vA>vB.2．小齿轮比大齿轮转得快(因为小齿轮转动角速度大)，但大小齿轮相互啮合的线速度大小相同．常见的传动装置及其特点【例4】(多选)如图所示的传动装置中，A轮顺时针转动，并通过皮带带动B轮转动(皮带不打滑).a、b分别是两轮边缘上的点，它们的线速度大小分别为va、vb，下列判断正确的是(

)A．B轮顺时针转动B．B轮逆时针转动C．va＝vbD．va＞vb√√[解析]

由题图可知，B轮的转动方向与A轮转动方向一定是相反的，所以B轮逆时针转动，故A错误，B正确；a点与b点属于同缘传送，所以两点具有相等的线速度，即va＝vb，故C正确，D错误．【例5】如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C