高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动教课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动教课ppt课件，共55页。PPT课件主要包含了本章素养概述，圆周运动，目标体系构建，课前预习反馈，弧长Δs，角度Δθ，弧度每秒，rads，课内互动探究，探究等内容，欢迎下载使用。
上一章我们学习了曲线运动，这一章我们再学习一种特殊的曲线运动——圆周运动。圆周运动是我们日常生活中常见的一种运动形式，如地球环绕太阳的运动，自行车车轮的转动，游乐场中的旋转摩天轮等。圆周运动有什么特点？我们如何研究圆周运动的规律？这一章我们就来探究这些问题。
会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动。
1．圆周运动：运动轨迹为________或一段________的机械运动。2．线速度(1)定义：物体运动的____________与时间Δt之比。(2)定义式：v＝________。(3)方向：物体做圆周运动时该点的________方向。(4)物理意义：表示物体在该点运动的________。3．匀速圆周运动：线速度________处处相等的圆周运动。因线速度的方向在时刻变化，故匀速圆周运动是一种________运动。
『判一判』(1)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同。( 　　)(2)做匀速圆周运动的物体，其线速度大小不变。( 　　)(3)匀速圆周运动是一种匀速运动。( 　　)(4)做匀速圆周运动的物体，其所受合力一定不为零。( 　　)
『选一选』(2022·四川南充市高一月考)关于圆周运动，下列说法中正确的是( 　　)A．圆周运动可能是匀速运动B．圆周运动可能是匀变速曲线运动C．圆周运动一定是非匀变速运动D．圆周运动加速度可能不变解析：圆周运动是曲线运动，因此合外力不等于零。圆周运动的加速度方向是在变化的，所以圆周运动一定是非匀变速运动。故选C。
1．周期(1)定义：做匀速圆周运动的物体，运动________所用的时间。(2)符号：用T表示。(3)单位：国际单位制中，周期的单位是______，符号：______。2．转速(1)物理意义：描述物体做圆周运动的________。(2)定义：物体转动的________与所用时间之比。(3)符号：用n表示。(4)单位：转每秒(r/s)，或转每分(r/min)。
『判一判』做匀速圆周运动的物体，周期越大，角速度越小。( 　　)
『想一想』拍苍蝇与物理有关。市场上出售的蝇拍(如图所示)把长约30 cm，拍头长12 cm、宽10 cm，这种拍的使用效果往往不好，拍未到，蝇已飞。有人将拍把增长到60 cm，结果是打一个准一个，你能解释其原因吗？
答案：苍蝇的反应很灵敏，只有拍头的速度足够大时才能击中，而人转动手腕的角速度是有限的。由v＝ωr知，当增大转动半径(即拍把长)时，如由30 cm增大到60 cm，则拍头速度增大为原来的2倍，此时，苍蝇就难以逃生了。
匀速圆周运动各物理量关系
要点提炼1.匀速圆周运动的特点(1)“变”与“不变”描述匀速圆周运动的四个物理量中，角速度、周期和转速恒定不变，线速度是变化的。(2)性质匀速圆周运动中的“匀速”不同于匀速直线运动中的“匀速”，这里的“匀速”是“匀速率”的意思，匀速圆周运动是变速运动。
2．匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、频率、转速的比较
典例剖析 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。解析：A、B两人随地球自转，做圆周运动的周期相同，均等于地球自转的周期，但两人做圆周运动的圆周、圆心的位置及轨道半径不同。A、B两人的角速度相等，均等于地球的自转角速度。
(多选)(2023·云南曲靖高一阶段练习)A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比为SA∶SB＝3∶4，转过的角度之比ΔθA∶ΔθB＝4∶3，则下列说法中正确的是( 　　　)A．它们运动的周期之比TA∶TB＝3∶4B．它们运动的转速之比nA∶nB＝3∶4C．它们运动的半径之比rA∶rB＝1：1D．它们运动的半径之比rA∶rB＝9∶16
同轴转动和皮带传动问题
典例剖析 如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A、B、C分别为轮边缘上的三点，设皮带不打滑，求：(1)A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC＝___________。(2)A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝____________。
(多选)如图所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1∶3，则在传动的过程中( 　　　)A．甲、乙两轮的角速度之比为3∶1B．甲、乙两轮的周期之比为3∶1C．甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3∶1D．甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为1∶1
易错点：忽视匀速圆周运动的周期性而致错 　如图所示，用薄纸做成的圆筒，直径为D，水平放置，绕圆筒轴线OO′以角速度ω0逆时针匀速转动。一玩具手枪发出的子弹，沿水平方向匀速飞来(不计子弹重力影响)，沿圆筒的直径方向击穿圆筒后飞出(设薄纸对子弹的运动速度无影响且认为纸筒没有发生形变)，结果在圆筒上只留下子弹的一个洞痕，求子弹的速度。
素养警示解答有关圆周运动的问题时，常出现的错误是没有考虑到圆周运动的周期性而漏解。因此，在解答此类问题时，要特别注意可能会出现的符合题意的多种情况。
一、线速度1．(多选)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A．匀速圆周运动是变速运动B．匀速圆周运动的速率不变C．任意相等时间内通过的位移相同D．任意相等时间内通过的路程相等解析：由匀速圆周运动的定义知，做匀速圆周运动的物体速度的大小不变，也就是速率不变，但速度方向时刻改变，故A、B两项正确；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等，但通过的位移不一定相同，故D项正确，C项错误。
二、角速度2．如图所示为车牌自动识别系统的直杆道闸示意图，离地面高为1 m的细直杆可绕O点在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3 s，自动识别系统的反应时间为0.3 s；汽车可看成高1.6 m的长方体，其左侧面底边在直线aa′上，且O点到汽车左侧面的距离为0.6 m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为( 　　)
三、周期3．火车以20 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10°。在此10 s时间内，下列对火车的说法正确的是( 　　)A．运动路程为300 m B．加速度为零C．角速度约为1 rad/s D．周期约为360 s
四、线速度与角速度关系4．(2023·广东佛山高一期中)图甲是一款感应垃圾桶。手或垃圾靠近其感应区，桶盖会自动绕O点水平打开，如图乙所示。桶盖打开过程中其上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB，线速度分别为vA、vB，则( 　　)A．ωA＞ωB B．ωA＜ωB C．vA＞vB D．vA＜vB
解析：桶盖上的AB两点同时绕着O点转动，则角速度相等，即ωA＝ωB，根据v＝ωr，又有rB>rA，则vB>vA，故A、B、C错误、D正确。
5．(2022·浙江温州市高一期中)如图所示，观察机械表在工作时分针上的A、B两点和秒针上的C点，下列说法正确的是( 　　)A．相等的时间内A、B通过的路程相等B．A点的角速度大于B点的角速度C．A点的线速度大于B点的线速度D．A点的角速度小于C点的角速度
6．(2023·山西晋城高一月考)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图是某一变速自行车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则( 　　)A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1