高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第一节 匀速圆周运动示范课课件ppt

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第一节 匀速圆周运动示范课课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了课前·自主预习，线速度，不随时间变化，周期和转速，弧度每秒，rads，课堂·重难探究，描述圆周运动的物理量，常见的传动装置，核心素养应用等内容，欢迎下载使用。

①物理观念：会用线速度、角速度、周期描述圆周运动，知道向心加速度的内涵；能分析匀速圆周运动的向心力；能用向心力及向心加速度等解释生产生活中的离心现象及其产生的原因．具有与匀速圆周运动相关的运动及相互作用的观念．
②科学思维：能在熟悉情境中运用匀速圆周运动模型解决问题；能对常见的匀速圆周运动进行分析推理，获得结论；能用与匀速圆周运动相关的证据说明结论并做出解释；能从不同角度分析解决匀速圆周运动问题．
③科学探究：能完成“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”等物理实验；能分析物理现象，提出可探究的物理问题；能在他人帮助下采用控制变量的方法设计相关的探究方案，解决问题；能通过向心力演示仪等器材获得证据；能分析归纳实验信息、形成与实验目的相关的结论，做出解释；能撰写比较完整的实验报告，在报告中能呈现设计的实验步骤、实验表格、分析过程及实验结论，能根据实验报告进行交流．
④科学态度与责任：通过对影响向心力大小因素的探究，认识到物理学研究依赖于实验器材的改进与创新；有主动将所学知识应用于日常生活的意识；能在合作中坚持自己的观点，也能尊重他人；能体会物理学的技术应用对日常生活的影响．
本章重点　①描述圆周运动的物理量；②向心力与向心加速度；③生活中的圆周运动问题．本章难点　①向心力来源分析；②竖直平面内的圆周运动；③圆周运动中的临界问题；④生活中离心运动的分析．
第一节　 匀速圆周运动
1．线速度(1)定义：在一段很短的时间内，物体做圆周运动通过的________与所用________之比，v＝____．(2)意义：描述物体做圆周________的快慢．(3)方向：物体做圆周运动时该点的______方向．
2．匀速圆周运动(1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小______________．(2)性质：线速度的方向是时刻________的，所以是一种________运动．
【答案】不是，速度方向不断变化．Δl表示通过的弧长，不是位移．但当Δt→0时，Δl等于物体在Δt内的位移Δs的大小．
1．角速度(1)定义：做圆周运动的物体，半径转过的________与所用________之比．(2)定义式：ω＝_____．(3)单位：____________，符号为________．(4)物理意义：描述做圆周运动的物体绕圆心______快慢的物理量．
2．周期做匀速圆周运动的物体，运动________所用的时间，用T表示，单位是________．3．转速物体转动的________与所用时间之比，常用符号n表示．单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min).
(多选)下列关于匀速圆周运动的说法正确的是(　　)A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动的线速度不变D．匀速圆周运动的角速度不变【答案】BD　【解析】匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故A、C错误，B正确；匀速圆周运动中角速度是不变的，故D正确．
线速度、角速度和周期的关系
自行车大齿轮和小齿轮是链条传动，两齿轮转动的角速度是否相同？ 【答案】不相同．因为线速度大小相同，但半径不同，故角速度不同．
1．线速度、角速度、周期、转速都是用来描述质点做圆周运动快慢的，但它们描述的角度不同．(1)线速度v描述质点运动的快慢．(2)角速度ω、周期T、转速n描述质点转动的快慢．
2．圆周运动中的各物理量
3．线速度与角速度的关系式v＝ωr(1)公式中各量间的关系．①当半径r一定时，线速度v与角速度ω成正比．②当角速度ω一定时，线速度v与半径r成正比．③当线速度v一定时，角速度ω与半径r成反比．
(2)各量之间的关系对应图像如图所示．
例1　如图所示，O1、O2两轮紧挨在一起靠摩擦力传动而同时转动，其中A、B是两轮边缘上的点，C为O1上的一点，且C点到O1的距离与B点到O2的距离相等，则下列说法正确的是(　　)A．B、C两点线速度大小相等B．A、B两点角速度相等C．B、C两点角速度相等D．A、B两点线速度大小相等【答案】D　
【解析】A、B两点线速度相等，C点半径小于A点半径，故C点线速度小于A点线速度，则C点线速度小于B点线速度，A错误；A、C两点共轴转动，角速度大小相等，A、B两点线速度大小相等，又rA＞rB＝rC，根据v＝rω知，A点的角速度小于B点的角速度，C点的角速度小于B点的角速度，B、C错误，D正确．
变式1　A、B分别是地球上的两个物体，A在北纬某城市，B在赤道上某地，如图所示．当它们随地球自转时，角速度分别是ωA、ωB，线速度大小分别是vA、vB.下列说法正确的是(　　)A．ωA＝ωB，vAvBC．ωA<ωB，vA＝vB　　　　D．ωA>ωB，vA例2　如图所示为一自行车的局部结构示意图，设连接脚踏板的连杆长为L1，由脚踏板带动半径为r1的大轮盘(牙盘)，通过链条与半径为r2的小轮盘(飞轮)连接，小轮盘带动半径为R的后轮转动，使自行车在水平路面上匀速前进．
(1)自行车牙盘的半径一般要大于飞轮的半径，想想看，这是为什么？(2)设L1＝18 cm，r1＝12 cm，r2＝6 cm，R＝30 cm，为了维持自行车以v＝3 m/s的速度在水平路面上匀速行驶，请你计算一下每分钟要踩踏板几圈．(3)若某种变速自行车有6个飞轮和3个牙盘，牙盘和飞轮的齿数如下表所示，若人骑该车行进的速度一定，选用哪种齿数的牙盘和飞轮，人踩脚踏板的角速度最小？为什么？
【答案】(1)见解析　(2)48圈　(3)见解析【解析】(1)通过链条相连的牙盘和飞轮边缘的线速度相同，当牙盘的半径大于飞轮的半径时，由v＝ωr知人踩脚踏板的角速度小于飞轮的角速度，从而能够提速快．
变式2　如图所示的皮带传动装置中， a、b、c分别为轮边缘上的三点．已知Ra∶Rb∶Rc＝1∶2∶3.假设在传动过程中皮带不打滑，则在传动过程中，b、c 的角速度之比为(　　)A．3∶1　　B．1∶3　　　　C．2∶1　　D．1∶2【答案】D　
传动问题是圆周运动部分的一种常见题型，在分析此类问题时，关键是要明确什么量相等，什么量不等，在通常情况下，应抓住以下两个关键点：(1)绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n和周期T相等，而各点的线速度v＝ωr与半径r成正比．
科学思维——圆周运动的多解问题1．多解原因：圆周运动问题多解的原因一般是由圆周运动的周期性引起的．2．问题特点：一般是一个圆周运动和一个直线运动(或其他运动)相结合的题目．3．解题思路：先求解一个周期的情况，再根据圆周运动的周期性，将时间改为nT，或将转过的角度改为2nπ，n的取值视情况而定．
例3　(多选)如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角．当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇的转速可能是(　　)A．600 r/min　　B．900 r/minC．1 200 r/min　　D．3 000 r/min【答案】ACD　
1．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)A．匀速圆周运动是速度恒定的运动B．匀速圆周运动是匀变速运动C．匀速圆周运动是线速度不变的运动D．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动【答案】D　【解析】匀速圆周运动是速度大小不变，方向时刻改变的变速运动，A、C错误，D正确；匀速圆周运动的加速度不为零，总是指向圆心，方向时刻改变，是变加速曲线运动，不是匀变速运动，B错误．
2．一户外健身器材如图所示，当器材上轮子转动时，轮子上A、B两点的(　　)A．转速nB＞nA　　　　B．周期TB＞TAC．线速度vB＞vA　　　　D．角速度ωB＞ωA【答案】C　【解析】在同一个轮子上的点转动的周期相同，因此角速度以及转速都相等，A、B、D错误；根据v＝rω可知C正确．
3．匀速圆周运动中，线速度v、角速度ω、周期T、半径R之间的关系，正确的是(　　)A．ω＝vR　　B．ω＝2πT【答案】C　
4．(多选)如图所示，匀速转动的齿轮O1和O2，齿数比为4∶3，下列正确的是(　　)A．O1和O2齿轮的周期比3∶4B．O1和O2齿轮的半径比4∶3C．两齿轮上A、B两点的线速度大小之比为1∶1D．O1和O2转动的角速度大小之比4∶3【答案】BC　
5．(多选)(2022年邯郸学业考试)如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是(　　)A．时针的角速度最大B．秒针的角速度最大C．分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度D．时针、分针、秒针的转动周期相等【答案】BC