1、1.本讲概述2.知识讲解3.例题精析4.课堂运用5.课堂小结高中物理圆周运动知识点知识点1.匀速圆周运动及其描述；2.三种传动模式的特点；3.向心加速度；4.向心力及其来源分析；5.生活中的圆周运动；6.离心运动和近心运动。教学目标教学目标1.理解线速度、角速度、周期、转速、向心加速度、向心力的概念；2.理解线速度、角速度、周期之间的关系；3.理解并掌握三种传动方式的特点；4.掌握向心加速度、向心力的公式及其相关计算；5.知道离心运动的条件、应用和危害；6.能够分析生活中圆周运动问题的向心力的来源。教学重点教学重点理解线速度、角速度、周期、频率和转速之间的关系，掌握向心加速度和向心力公式，并可
2、以灵活应用进行解题。教学难点教学难点向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用；具体问题中向心力的来源；关于对临界问题的讨论和分析。高中物理圆周运动高中物理圆周运动一、线速度一、线速度如图所示为自行车的车轮，如图所示为自行车的车轮，A、B为辐条上的两点，当为辐条上的两点，当它们随轮一起转动时，回答下列问题：它们随轮一起转动时，回答下列问题：(1)A、B两点的运动方向如何？两点的运动方向如何？答案答案 沿各自圆周的切线方向沿各自圆周的切线方向(2)A、B两点在相同的时间内哪个沿圆弧运动的轨迹长？哪个运动得快？两点在相同的时间内哪个沿圆弧运动的轨迹长？哪个运动得快？答案答案 B轨迹长，轨
3、迹长，B运动得快运动得快(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？答案答案 不是；不是；B做做速率不变的速率不变的运动运动vBvAvBvAB经过的圆弧长，运动经过的圆弧长，运动得快得快速度的大小、方向均不变速度的大小、方向均不变速度的方向时速度的方向时刻变化刻变化高中物理圆周运动(1)定义式：定义式：(1)线速度的大小线速度的大小 (2)由于匀速圆周运动的线速度由于匀速圆周运动的线速度方向方向时刻在时刻在改变改变，所以它是一种变速运，所以它是一种变速运 动这里的动这里的“匀速匀速”实质上指的是实质上指的是“匀速率匀速率
4、”而而不是不是“匀速度匀速度”(3)物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢(2)线速度的方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的线速度的方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的_方向方向如果如果t取的足够小，取的足够小，v就为瞬时线速度此时就为瞬时线速度此时s的方向就与半径垂直，的方向就与半径垂直，即沿该点的切线方向即沿该点的切线方向处处相等处处相等切线切线高中物理圆周运动二、二、角速度和周期角速度和周期图中图中A、B两个质点转一周的时间相同吗？两个质点转一周的时间相同吗？哪个绕圆心转动得快？哪个绕圆心转动得快？只用线速度描述圆周运动能全面说明问题吗？
5、只用线速度描述圆周运动能全面说明问题吗？答案答案 时间相同时间相同；一样快；一样快同一个轮子同一个轮子上上答案答案 不能不能全面说明问题全面说明问题两质点线速度不同，角两质点线速度不同，角速度相同速度相同人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动半径转过的角度半径转过的角度 与所用时间与所用时间t的比值，即的比值，即 (如图所示如图所示)国际单位：国际单位：，符号，符号 .弧度每秒弧度每秒(1)转速转速n：做圆周运动的物体单位时间所转过的：做圆周运动的物体单位时间所转过的 ，常
6、用符号，常用符号n表示表示(2)周期周期T：做匀速圆周运动的物体，转过：做匀速圆周运动的物体，转过 所用的时间叫做周所用的时间叫做周 期，用符号期，用符号T表示表示rad/s圈数圈数一周一周(3)转速与周期的关系：若转速的单位是转每秒转速与周期的关系：若转速的单位是转每秒(r/s)，则转速与周，则转速与周 期的关系为期的关系为 .t=1Tn=人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动三三、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 .r2 rT=v2T=人
7、教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动四、同轴转动和皮带传动四、同轴转动和皮带传动请同学们分析下列三种传动方式的特点，并回答有关问题请同学们分析下列三种传动方式的特点，并回答有关问题1同轴转动同轴转动如图所示，如图所示，A点和点和B点在同轴的一个圆盘上，当圆盘转动时，点在同轴的一个圆盘上，当圆盘转动时，A点和点和B点沿
8、着不同半径的圆周运动，它们的半径分别为点沿着不同半径的圆周运动，它们的半径分别为r和和R.此传动方式有什么特点，此传动方式有什么特点，A、B两点的角速度、线速度有什么关系？两点的角速度、线速度有什么关系？答案答案 同轴传动的物体上各点同轴传动的物体上各点：角速度相同，即角速度相同，即AB.ABrR=vv角速度相同角速度相同线速度关系：线速度关系：人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动四、同轴转动和皮带传动四、同轴转动和皮带传动2皮带皮带(齿轮齿轮)传动传动(1)皮带传动皮带
9、传动如图所示，如图所示，A点和点和B点分别是两个轮子边缘上的点，两个轮子用皮带点分别是两个轮子边缘上的点，两个轮子用皮带连起来，并且皮带不打滑此传动方式有什么特点？连起来，并且皮带不打滑此传动方式有什么特点？A、B两点的线两点的线速度、角速度有什么关系？速度、角速度有什么关系？答案答案 (1)线速度相同，即线速度相同，即vAvB，角速度关系：，角速度关系：ABrR=相同时间经过相同时间经过的路程相同的路程相同人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动四、同轴转动和皮带传动四、同
10、轴转动和皮带传动2皮带皮带(齿轮齿轮)传动传动(2)齿轮运动齿轮运动如图所示，如图所示，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同一时间内转过的齿数相等，但它们的转动方向恰好相合两个齿轮在同一时间内转过的齿数相等，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？答案答案 (2)线速度、角速度的关系为线速度、角速度
11、的关系为vAvB，A2B1rr=相同时间经过相同时间经过的路程相同的路程相同各量关各量关系相同系相同人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动(1)角速度角速度(周期周期)的关系：的关系：A B，TA TB.(2)线速度的关系：线速度的关系：(1)线速度的关系：线速度的关系：vA_vB(2)角速度角速度(周期周期)的关系：的关系：、.ABrR=ABTRTr=ABrR=vv人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第
12、六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动考点考点1 1：圆周运动的各物理量的关系：圆周运动的各物理量的关系例例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等于单位时间内通过的弧长（1 1）依据线速度的定义式可得依据线速度的定义式可得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=vr=v0.5 102/s0rad
13、=（3 3）依据依据角角速度速度和周期和周期的的关系关系人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动考点考点2 2：同轴转动与皮带传动问题同轴转动与皮带传动问题例例2 自行车的大齿轮、小齿轮、后自行车的大齿轮、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，如图所示在自行车正，如图所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
14、小相等CA、B两点的角速度与其半径成反两点的角速度与其半径成反比比DA、B两点的角速度与其半径成正两点的角速度与其半径成正比比ABC链条传动链条传动同轴传动同轴传动AB=vv=rvABBArr=BC=解析解析人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动1 1(对匀速圆周运动的理解对匀速圆周运动的理解)关于匀速关于匀速圆周运动，下列说法正确的是圆周运动，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
15、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ABD1234匀速率匀速率速度大小不变，速度大小不变，但方向时刻发生变化但方向时刻发生变化解析解析人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动2 2(圆周运动的各物理量的关系圆周运动的各物理量的关系)下下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法中，正确的是的物体的有关说法中，正确的是()A若它们的线速度相等，则角速度若它们的线速度相等，则角速度 一
16、定相等一定相等B若它们的角速度相等，则线速度若它们的角速度相等，则线速度 一定相等一定相等C若它们的周期相等，则角速度一若它们的周期相等，则角速度一 定相等定相等D若它们的周期相等，则线速度一若它们的周期相等，则线速度一 定相等定相等CvvrTv解析解析1234人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动线速度线速度v相同相同3 3(传动问题传动问题)如图所示，甲、乙、如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为间不打滑，其
17、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，则丙轮的角速度为速度为()A.B.C.D.A1 13rr1 31rr1 32rr1 12rr1 13 3=rr1331=rr解析解析1234人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动隐含条件：自转隐含条件：自转周期为周期为24 h4 4(圆周运动各物理量间的关系圆周运动各物理量间的关系)地球半径地球半径R6 400 km，站在赤道，站在赤道上的人和站在北纬上的人和站在北纬60上的人随上的人随地球转动的角
18、速度分别是多大？地球转动的角速度分别是多大？他们的线速度分别是多大？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相同度相同:则由则由vr可可得得：RBRcos 601234人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动五、课堂小结五、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
19、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)或转或转每分每分(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）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢物理意义：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物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019
20、版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）高中物理圆周运动练习1：如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rArC2rB.若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的()A.角速度之比为122B.角速度之比为112C.线速度之比为122D.线速度之比为112人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）人教版（2019版）高一物理必修二第六章第一节圆周运动PPT（共25页）解析A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边缘的线速度大小相等，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两轮的角速度相等.a、b比较：vavb由vr得：abrBrA12b、c比较：bc由vr得：vbvcrBrC12所以abc122vavbvc112故A、D正确.答案AD高中物理圆周运动图9练习2：一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图9所示，求环上M、N两点的：(1)线速度的大小之比；(2)角速度之比.解析M、N是同一环上的两点，它们与环具有相同的角速度，即MN11，两点做圆周运动的半径之比
