圆周运动课件

公开课|示范课|学生教育|教育课件圆周运动教学课件1.知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动。2.知道线速度的物理意义、定义式、矢量性，知道匀速圆周运动线速度的特点。3.知道角速度的物理意义、定义式及单位，了解转速和周期的意义。4.掌握线速度和角速度的关系，掌握角速度与转速、周期的关系。5.能在具体的情境中确定线速度和角速度与半径的关系。在游乐场乘坐摩天轮时，人随摩天轮运动，轨迹为圆周。我们把这类轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动（circularmotion）。和抛体运动一样，圆周运动也是一种常见的曲线运动。日常生活中，电风扇工作时叶片上的点、时钟指针的尖端、田径场弯道上赛跑的运动员等，都在做圆周运动。通过本章的学习，我们将探索圆周运动所遵循的规律，以及这些规律在日常生活和科学技术中的应用。生活中的圆周运动质点的运动轨迹是圆或圆的一部分的运动叫做圆周运动。问题？将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？你能说出判断运动快慢的依据吗？在上面的讨论中，同学们会出现不同的意见。为什么会有不同意见？因为到目前为止，关于圆周运动的快慢，还没有大家都认可的描述方法。讨论：如何描述自行车的链轮、飞轮和后轮运动情况？链轮飞轮后轮两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短比较物体在一段时间内半径转过的角度比较物体转过一圈所用时间比较物体在一段时间内转过的圈数思考1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。2、定义：质点做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt的比值叫做线速度的大小。3、大小：4、单位：m/sv=ΔtΔs5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。Δs是弧长并非位移矢量∆s∆t线速度描述圆周运动快慢的物理量任取两段相等的时间，比较圆弧长度。匀速圆周运动任意相等时间内通过的圆弧长度相等。v可见：线速度的大小相等，方向不断变化。匀速圆周运动是变速运动。速率不变是线速度大小不变的运动。vvo匀速圆周运动是角速度不变的运动。Ｏ1、物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。2、定义：质点所在的半径转过的角度ΔΦ和所用时间Δt的比值叫做角速度。3、公式：ω=ΔtΔΦΔΦ采用弧度制4、单位：弧度/秒rad/s或s-1角速度(1)意义:描述质点绕圆心转动的快慢.(2)定义:圆周半径转过的角度Δ与所用时间Δt的比值(3)大小:(4)单位:弧度/秒(rad/s)ω=ΔtΔθΔθ△采用弧度制2.角速度srAB(5)弧度制:用弧长与半径的比值表示角的大小国际单位用弧度制rs==半径弧长周期：T做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。周期表示运动一周所用的时间两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？匀速圆周运动是周期不变的运动！周期的倒数叫频率频率：单位：表示一秒内转过的圈数频率越高表明物体运转得越快！单位时间内转过的圈数叫转速转速：单位：转速n越大表明物体运动得越快！n=f=T1n线速度角速度定义符号vω单位m/srad/s物理意义关系v=ωr描述物体做圆周运动的快慢通过的弧长与所用时间的比值半径绕过的角度与所用时间的比值匀速圆周运动是周期、频率、转速都不变的运动。周期频率转速符号单位物理意义关系nr/s或r/min描述物体做圆周运动的快慢TsHz或s-1n=f=T1f匀速圆周运动是周期、频率、转速都不变的运动。物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等.注意:匀速圆周运动是一种变速运动,“匀速”是指速率不变vvvo匀速圆周运动匀速圆周运动是指：速率、角速度、周期、频率、转速都不变的运动1、做匀速圆周运动的物体，线速度不变，时刻在变，线速度是(恒量或变量),匀速圆周运动的性质是,匀速的含义是。大小方向变量变速曲线运动线速度的大小不变小试身手2、物体做匀速圆周运动时，下列哪些量不变？A.速率B.速度C.角速度D.周期ACD3、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是：（）A、相等的时间里通过的路程相等B、相等的时间里通过的弧长相等C、相等的时间里发生的位移相同D、相等的时间里转过的角度相等E、相等的时间里平均速度相同ABD线速度、角速度与周期的关系？设物体做半径为r的匀速圆周运动：v=T2πr线速度与周期的关系：角速度与周期的关系：ω=T2πnfT222===v=ωr线速度与角速度的关系：思考1、做匀速圆周运动的物体，线速度不变，时刻在变，线速度是(恒量或变量),匀速圆周运动的性质是是,匀速的含义是。大小方向变量变速曲线运动线速度的大小不变练习2、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是：（）A、相等的时间里通过的路程相等B、相等的时间里通过的弧长相等C、相等的时间里发生的位移相同D、相等的时间里转过的角度相等E、相等的时间里平均速度相同ABD练习小结1、圆周运动的概念2、描述圆周运动的几个物理量及其关系v=ΔtΔsω=ΔtΔθn=f=T1v=T2πrω=T2πv=rω3、匀速圆周运动的特点及性质(1)、线速度大小不变,方向时刻变化,是变速运动。(2)、速率、角速度、周期、频率、转速都不变。4、两个重要的结论1、传动装置线速度的关系a、皮带传动－线速度相等b、齿轮传动－线速度相等同一传动各轮边缘上线速度相等。两个重要的结论v===ωrΔtΔsΔtrΔθ∆sΔθr描述圆周运动各物理量的关系1.线速度与角速度的关系2.线速度与周期(频率)的关系:(转动一周)3.角速度与周期(频率)的关系:(转动一周)rfTrv22==fT22==1.同一传动两个重要的结论皮带传动齿轮传动摩擦传动cAB(相等时间里转过的弧长相等)同一传动各轮边缘上线速度相同BAvv=ABBArrww=BABArrTT=2.同轴转动(相等时间里转过的角度相等)同轴转动各点的角速度相同BAww=BABArrvv=BATT=一个大轮通过皮带带动小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半径是小轮半径的3倍，大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的1/3，大轮边缘上一点P,小轮边缘上一点Q，则vQ:vP:vS=________ωQ:ωP:ωS=__________o1o2SPQ课堂练习3：3：13：1：1a轮通过皮带与b轮相连，且皮带不打滑，b、c两轮同轴。a、b、c三轮的半径关系为Ra=Rc=2Rb。求三轮做匀速圆周运动时a、b、c的线速度之比以及角速度之比。O1abcO2RaRcRb学以致用分析地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗?角速度一样吗?线速度大小一样吗?ORθR'O'ORR'θO'地球表面各纬度的角速度保持一致，且周期一样。线速度随着纬度的增大而减小。可看成同轴转动思考：常考题型题组一描述圆周运动的物理量及其关系题1［2019•北京师范大学附属中学高一期末］关于角速度和线速度，下列说法正确的是（）A.半径一定时，角速度与线速度成正比B.半径一定时，角速度与线速度成反比C.线速度一定时，角速度与半径成正比D.角速度一定时，线速度与半径成反比【解析】根据v=ωr可知，半径一定时，角速度与线速度成正比；线速度一定时，角速度与半径成反比；角速度一定时，线速度与半径成正比。A◆描述圆周运动的各物理量之间的关系题2［2019•云南文山州二中高一检测］［多选］对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是（）A.相等的时间内通过的路程相等B.相等的时间内通过的弧长相等C.相等的时间内通过的位移相等D.在任何相等的时间里，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等ABD题3［2019•山东淄博高一检测］［多选］一精准转动的机械钟表，下列说法正确的是（）A.秒针转动的周期最长B.时针转动的转速最小C.秒针转动的角速度最大D.秒针的角速度为rad/sBCD30题组二圆周运动的三种传动方式【解析】A错，B对：由于皮带是交叉传动，所以主动轮做顺时针转动时，从动轮做逆时针转动。C对，D错：皮带轮边缘上各点的线速度大小相等，又v1=ω1r1=2nπr1，v2=ω2r2=2n′πr2，由v1=v2得n′=12rnr。题4［多选］如图所示为某一皮带传动装置，主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是（）A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为12rnrD.从动轮的转速为21rnrBC题5［2019·四川眉山高一期末］如图所示，A、B是跷跷板上的两点，B点离转轴的距离是A点离转轴距离的4倍，设转动时A、B线速度大小分别为vA和vB，角速度大小分别为ωA和ωB，则（）A.Av∶4Bv=∶1，A∶1B=∶1B.Av∶1Bv=∶4，A∶4B=∶1C.Av∶1Bv=∶1，A∶1B=∶4D.Av∶1Bv=∶4，A∶1B=∶1D题6［2019·广东广雅中学高一检测］如图所示，A、B两轮属于摩擦传动，两轮半径RA=2RB，P、Q为两轮边缘上的点，当主动轮A匀速转动时，P、Q两点角速度大小之比为（）A.2∶1B.1∶2C.1∶1D.1∶4B【点拨】（1）摩擦传动时，两轮边缘的线速度大小相等。（2）两轮的转动方向相反。题7［2019·沈阳高一检测］［多选］如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为其边缘上的一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，则（）A.a点和b点的线速度之比为2∶1B.a点和c点的角速度之比为1∶2C.a点和d点的线速度之比为2∶1D.b点和d点的线速度之比为1∶4AD题组三圆周运动问题的多解性【解析】根据几何关系可得A与B之间的距离等于R，在子弹飞行距离为R的时间内，圆筒转动的角度为123nπ（n=1，2，3，…），由θ=ωt得123nt=(61)3n=（n=1，2，3，…）。设圆筒的转速为N，据ω=2πN得时间t=(61)61326nnNN=，由题意知R=v0t，即0.5m=60m/s×616nN整理得N=20（6n-1）当n=1时，N=100r/s当n=2时，N=220r/s可以判定选项C正确。C题9［2019·湖北十堰高一检测］半径R=1m的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O点的正上方将一个可视为质点的小球以4m/s的速度水平抛出，半径OA方向恰好与该初速度的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，则圆盘转动的角速度大小可能是（）A.4πrad/sB.6πrad/sC.8πrad/sD.10πrad/sC◆解决圆周运动多解问题的方法（1）明确两个物体参与运动的性质和求解的问题。两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移，寻求联系点是解题的突破口。（2）注意圆周运动的周期性造成的多解。分析时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据圆周运动的周期性，在转过的角度上再加上2nπ，具体n的取值应视情况而定。题10为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距2m，轴杆的转速为3600r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ=30°，如图所示。则该子弹的速度可能是（）A.360m/sB.720m/sC.1440m/sD.108m/sC题11［2019·山东潍坊高一期末］如图所示，在同一竖直平面内有A、B两物体，A物体从a点起以角速度ω沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动，同时B物体从圆心O自由下落，要使A、B两物体在d点相遇，求角速度ω必须满足的条件。解：B物体从圆心O到d点的运动是自由落体运动，B物体从O点到d点所用的时间t1满足R=2112gt，所以t1=2Rg。A物体做匀速圆周运动，从a点运动到d点转过的角度应满足θ=2πn+32（n=0，1，2，…）所用时间为t2==