高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动课堂教学课件ppt

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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、能在具体的情景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。
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。
在本章的学习中，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。
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?
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。
当Δt 很小很小时（趋近零），弧长Δs 就等于物体的位移，式中的v ，就是直线运动中学过的瞬时速度。
5、方向：物体做圆周运动时该点的切线方向。
物体沿着圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧长相同，这种运动就叫做匀速圆周运动。
匀速圆周运动是变速运动！
可见：尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化着的。
自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。但同时也可注意到，由于两个齿轮的半径不同，相等时间内它们转过的角度不同。我们引入角速度这个物理量来描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。
1、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Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
4、单位：弧度每秒，符号为 。在运算中，通常把“弧度”或“rad”略去不写，所以角速度的单位可以写为s-1
圆周运动有其特殊性，物体运动一周后又会返回到初始位置，周而复始地运动着。如坐在旋转木马上的小孩运动一周后又回到他开始的位置。为了描述圆周运动的这种周期性，常常需要周期这个物理量。
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，单位是秒（s）。2、转速：物体转动的（圈数）与所用（时间）之比，用n表示，单位为转每秒（r/s）或转每分（r/min） 。3、频率：物体单位时间内完成的圆周运动的（次数）又称为频率，用f表示。当转速的单位取r/s时，转速的数值与频率（相同）。
物体在单位时间所转过的圈数
描述做圆周运动的物体转动快慢
物体运动一周所用的时间
周期越小表明物体运转得越快！
频率越高或转速n越大表明物体运动得越快！
匀速圆周运动是转速、周期和频率不变的运动。
在图 6.1-3 中，设物体做圆周运动的半径为 r，由 A 运动到 B 的时间为 Δt，AB 弧的弧长为 Δs，AB 弧对应的圆心角为 Δθ。
由 于 当 Δθ 以弧度为单位时， Δθ ＝ rΔs ，由此可得
这表明，在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积！！
v ＝ ωr
描述圆周运动的各物理量之间的关系
(1)v、ω、r间的关系为瞬时对应关系。　(2)讨论v、ω、r三者关系时，先确保一个量不变，再确定另外两个量间的正、反比关系：由v＝rω知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝1/r ；ω一定时，v∝r.(3)公式v＝ωr适用于所有的圆周运动；关系式T＝1f适用于所有具有周期性运动的情况。
例题：一个个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为40m。当他的线速度为20m/s时，他做匀速圆周运动的角速度是多少?周期是多少?
解：当小孩的线速度为2.0ms时，他做匀速圆周运动的角速度 他做匀速圆周运动的周期
分析：已知小孩做匀速圆周运动的半径和线速度，可以根据线速度、角速度、周期之间的关系，求出他做匀速圆周运动的角速度和周期。
常见的传动装置及其特点
求解传动问题的方法(1)分清传动特点：①皮带传动(轮子边缘的线速度大小相等)．②同轴转动(各点角速度相等)．③齿轮传动(相接触两个轮子边缘的线速度大小相等)．(2)确定半径关系：根据装置中各点位置确定半径关系或根据题意确定半径关系．(3)用“通式”表达比例关系．①同轴：线速度v ∝r②皮带不打滑：角速度ω ∝1/r
例1：如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘的上一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为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，若在转动过程中，皮带不打滑，则 (　　)
A．a点与b点的线速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与d点的线速度大小相等
思路引导：在分析传动装置中各物理量间的关系时，要牢记下面的两个关系：(1)靠皮带、齿轮或摩擦传动的轮子，在不打滑的情况下，轮子边缘上各点的线速度大小相等，角速度则与半径成反比；(2)同一轮子或同轴传动的轮子上各点运动的角速度ω、转速n和周期T均相等，线速度则与半径成正比。解析：左、右两轮通过皮带传动，在皮带不打滑的前提下，a、c两点的线速度大小相等，b、c、d三点的角速度大小相等，即va＝vc，ωb＝ωc＝ωd由v＝rω可得：vb＝rω，vc＝2rω，vd＝4rω显然vd>vc>vb，则vd>va>vb又va＝rωa，vb＝rωb，则ωa>ωb，A、B、D三项错误，C项正确。
例2:如图所示，由于地球自转，地球上的一切物体都随地球一起转动，现有A、B两人，A在赤道上，B在北纬60°处，A、B两人的角速度、线速度分别是多少？(地球半径R＝6 400 km)
思路引导：确定物体的角速度和线速度的大小，首先应确定物体做匀速圆周运动的圆心、半径、运动的平面及轨迹，然后找到各物理量之间的相互关系。
答案：ωA＝ωB＝7.3×10－5rad/s　vA＝467.2 m/s　vB＝233.6 m/s