高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动精品课件ppt

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在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫作圆周运动。
特征：质点的轨迹是圆周、具有周期性.
思考：自行车的轮盘、飞轮、后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些？
如何描述圆周运动，圆周运动又会遵循哪些规律呢？让我们一起探索吧！
你能说出判断运动快慢的依据吗？
1.比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
2.比较物体在一段时间内半径转过的角度
3.比较物体转过一圈所用时间
4.比较物体在一段时间内转过的圈数
第一种比较方法就对应着描述圆周运动的一个重要概念——线速度。
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。
5.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。
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。
定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。
注意：匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。
匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？
自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑(如图)，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。但在同一个轮上的所有点在相同时间内转过的角度却相同。我们该如何描述这种相同和不同呢？
1.物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。
2.定义:物体做圆周运动，连接物体和圆心的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
4.单位：rad/s (弧度/秒)
矢量：高中阶段不研究方向
还有其他描述圆周运动快慢的方法吗？
说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动。
物体在单位时间（每秒或每分）转的圈数
描述物体做圆周运动的快慢
物体运动一周所用的时间
物体在单位时间（每秒）转的圈数
一物体做半径为 r 的匀速圆周运动，它在周期T内转过的弧长为多少？它的线速度为多少？它在一个周期T内转过的角度为多少？物体的角速度为多少？
你能找出匀速圆周运动中的v与ω的关系吗？你还能推导出那些关系？
匀速圆周运动特点：线速度时刻改变，只是大小不变角速度、周期、频率、转速不变
当ω一定时， v与r成正比当v一定时，ω与r成反比当r一定时， v与ω成正比
根据v＝ωr，能否得出速度v与角速度ω成正比的结论呢？
1.皮带传动——轮缘线速度相等
2.齿轮传动——轮缘线速度相等
特点：同一传动各轮边缘上线速度相同
同一轮上各点的角速度相同
对自行车上三个轮转动的描述
1.A、B的线速度相同
2.B、C的角速度相同
3.B、C比A角速度大
4.C比A、B线速度大
【例题】一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 4.0 m。当他的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？周期是多少？
当小孩的线速度为2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是0.5 rad/s，周期是 12.6 s。
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。
物体做圆周运动，连接物体和圆心的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
周期：T频率：f转速：n
【练习1】如图所示一种古老的舂米机．舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O转动，在横梁前端B处固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起。然后提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米。已知OC>OB，则在横梁绕O转动过程中（　　）A．B、C的向心加速度相等B．B、C的角速度关系满足ωB<ωCC．B、C的线速度关系满足vB【练习2】（2022秋·上海静安·高一上海市市西中学校考期末）共享单车方便人们的出行，如图所示，单车的大齿轮、小齿轮，后轮是相互关联的三个转动部分，其边缘有三个点A、B、C，下列说法正确的是（　　）A．A、B两点的角速度大小相等B．B、C两点的线速度大小相等C．C点的线速度大于A点的线速度D．A点的周期小于B点的周期
【练习3】（2022秋·江苏苏州·高三期中）学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m，闸杆距地面高为1m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，其角速度为 。汽车以速度3m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3s。若汽车可看成高1.6m的长方体，要使汽车匀速顺利通过，则自动识别区ab到 的距离至少为（　　）A．6.9mB．7.0mC．7.2mD．7.6m
【练习4】（多选）在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点（　）A．线速度大小之比为1∶1B．线速度大小之比为3∶1C．角速度之比为1∶1D．角速度之比为3∶1
【练习5】（2022春·广西河池·高一阶段练习）如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速转动，那么从它的分针与时针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为（　　）A．1hB． hC． hD． h
【练习6】如图所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，在其正上方高h处沿OB方向水平抛出一小球，不计空气阻力，重力加速度为g，要使球与盘只碰一次，且落点为B，B为圆盘边缘上的点，求小球的初速度v的大小及圆盘转动的角速度ω。