资源简介 (共34张PPT)一、 圆周运动圆周运动第六章 高中物理 必修二知 识 点 一知识点一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系1. 线速度(1)定义:为了描述圆周运动的快慢,把物体通过的__________与所用时间之比定义为线速度。 (2)表达式:v=。单位:_______________。 (3)方向:线速度是矢量,其方向沿轨迹的____________。 弧长米每秒(m/s)切线方向2. 角速度(1)定义:为了描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢,把连接运动质点和圆心的半径所转过的____________与时间之比称为角速度。 (2)表达式:ω=。(3)单位:____________,符号为 rad/s。 角度弧度每秒3. 周期、转速(1)周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫作周期,用T表示。单位:____________。 (2)转速:物体在做圆周运动时,其转过的____________与时间之比称为转速,符号是n。单位:____________,或转每分(r/min)。 秒(s)圈数转每秒(r/s)4. 物理观念如图所示,后轮被架起来的自行车的大齿轮、小齿轮、后轮上的点都在做圆周运动,为了方便研究,我们取大齿轮上的A、小齿轮上的B、后轮上的C三点进行比较。(1)从单位时间走过的轨迹长度考虑,____________点运动最快,____________运动最慢。 (2)从单位时间转过的角度考虑,____________点运动最快,____________点运动最慢。 CA、BC、BA例1 [2025·宁波鄞州中学高一期末]如图所示,火车以60 m/s的速率驶过一段圆弧弯道,某乘客发现放在水平桌面上的指南针在10 s内匀速转过了10°,在该时间内,火车的( )A. 运动位移为600 mB. 加速度为0C. 角速度约为1 rad/sD. 转弯半径约为3.4 kmD【解析】 由Δs=vΔt知,弧长Δs=600 m是路程而不是位移,A错误;火车在弯道内做曲线运动,加速度不为0,B错误;由10 s内匀速转过10°知,角速度ω= rad/s=rad/s≈0.017 rad/s,C错误;由v=rω知,r= m≈3.4 km,D正确。变式1 甲、乙两物体都做圆周运动,转动半径之比为1∶2,在相等时间里甲转过60°角,乙转过45°角,则它们的( )A. 角速度之比为4∶3B. 角速度之比为2∶3C. 线速度之比为1∶1D. 线速度之比为4∶9【解析】 相同时间内甲转过60°角,乙转过45°角,根据角速度定义可知ω1∶ω2=4∶3,A正确,B错误;由题意可知r1∶r2=1∶2,根据公式v=ωr,可知v1∶v2=ω1r1∶ω2r2=2∶3,C、D错误。A知 识 点 二知识点二 匀速圆周运动的理解1. 匀速圆周运动的定义:如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小____________,这种运动叫作匀速圆周运动。 处处相等2. 物理观念如图所示,质点围绕圆心O在纸面内做匀速圆周运动,请思考:(1)质点的圆周运动是一种____________(填“匀速运动”或“变速运动”)。 (2)质点做匀速圆周运动时,不发生变化的物理量有_____________________。 变速运动角速度、周期、转速例2 关于匀速圆周运动,下列说法中错误的是( )A. 做匀速圆周运动的物体处于非平衡状态B. 运动快慢可用线速度描述,也可用角速度描述C. 匀速圆周运动是匀速运动,因为其速率保持不变D. 做匀速圆周运动的物体所受合力不可能为0【解析】 匀速圆周运动是曲线运动,物体有加速度,处于非平衡状态,A正确;角速度和线速度都是描述做匀速圆周运动的物体运动快慢的物理量,B正确;匀速圆周运动中,线速度的大小不变,但方向改变,不是匀速运动,物体所受合力不可能为0,C错误,D正确。C变式2 (多选)如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中,带笔尖的脚做匀速圆周运动,则( )A. 笔尖的角速度不变B. 笔尖的线速度不变C. 笔尖的转速不变D. 笔尖在相等的时间内通过的位移不变AC【解析】 做匀速圆周运动的物体的角速度和转速是不变的,A、C正确;线速度是矢量,笔尖的线速度大小不变,方向时刻改变,所以笔尖的线速度是变化的,B错误;笔尖在相等时间内转过的路程相等,但转过的位移不一定相同,D错误。[要点总结]1. 圆周运动的性质:圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度,做圆周运动的物体受的合力一定不为0。2. 匀速圆周运动的特点:知 识 点 三知识点三 圆周运动的传动问题传动类型 图示 结论同轴 转动 定量关系:TA=TB,ωA=ωB,传动类型 图示 结论皮带(链条) 传动(无打 滑现象) 定量关系:vA=vB,齿轮 传动 (1)运动特点:转动方向相反;(2)定量关系:vA=vB,例3 [2024·温州中学月考]如图所示为传动装置,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是ra∶rb∶rc=2∶1∶2。若皮带不打滑,则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的( )A. 角速度之比为1∶2∶2B. 角速度之比为1∶1∶2C. 线速度大小之比为1∶2∶2D. 线速度大小之比为1∶1∶1A【解析】 点a和点b是皮带传动边缘点,线速度大小相等,故va∶vb=1∶1,根据v=rω,有ωa∶ωb=rb∶ra=1∶2,点b和点c是同轴转动,角速度相等,故ωb∶ωc=1∶1,则ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,A正确,B错误;点b和点c是同轴转动,角速度相等,根据v=rω,有vb∶vc=rb∶rc=1∶2,则va∶vb∶vc=1∶1∶2,C、D错误。变式3 如图所示为机械手表传动装置中相互啮合的两个齿轮。齿轮转动时,其边缘P、Q两点线速度大小分别为vP和vQ,角速度大小分别为ωP和ωQ,则( )A. vP>vQ B. vP<vQC. ωP>ωQ D. ωP<Ωq【解析】 齿轮传动装置中,齿轮边缘的线速度大小相等,即vP=vQ,根据角速度与线速度的关系有vP=ωPrP,vQ=ωQrQ,由于rP>rQ,则有ωP<ωQ,A、B、C错误,D正确。D知 识 点 四知识点四 涉及圆周运动的周期性问题圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解。有些题目会涉及圆周运动、平抛运动、匀速直线运动等不同运动形式,两种不同的运动规律间必然有一个物理量在起桥梁作用,从而把两种不同运动联系起来,这一个物理量常常是“时间”。例4 如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求A球做匀速圆周运动的周期的所有可能值。(重力加速度为g)【答案】 (n=1,2,3,…)【解析】 两球能在a点相碰,则A球在B球飞行时间内又回到a点,即平抛运动的时间等于A球周期的整数倍,所以t==nT,解得T=(n=1,2,3,…)。随 堂 检 测1. 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. 做匀速圆周运动的物体受力平衡C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内发生的位移相等D. 做匀速圆周运动的物体线速度大小不变D【解析】 圆周运动是曲线运动,一定是变速运动,A错误;匀速圆周运动一定是变速运动,一定有加速度,根据牛顿第二定律,所受合外力不为0,B错误;根据v=,可知做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的弧长相等,位移大小相等,位移方向不相同,C错误;由匀速圆周运动特点可知,做匀速圆周运动的物体线速度大小不变,D正确。2. [2025·桐乡高级中学月考]如图甲所示为一款感应垃圾桶。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>ωBB. ωA<ωBC. vA=vBD. vA<vB甲 乙D【解析】 A、B两点同轴转动,A、B两点的角速度相等,即ωA=ωB,A、B错误;根据v=ωr,且rA<rB,可得vA<vB,C错误,D正确。3. [2024·浙江黄岩中学高一期末]如图所示,夜晚时电扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪光60次,电扇转轴O上装有3个相同的扇叶,它们互成120°角。当电扇匀速转动时,观察者感觉扇叶不动,则电扇转动角速度最小值为( )A. 40π rad/s B. 40 rad/sC. 120π rad/s D. 120 rad/sA【解析】 因为电扇叶片有三个,相互夹角为120°,现在观察者感觉扇叶不动,说明在闪光时间里,扇叶转过的角度应为120°的整数倍,则有θ=k·π(k=1,2,3,…),闪光灯每秒闪光60次,则转动的角速度为ω= rad/s=k·40π rad/s(k=1,2,3,…),当k=1时,可得风扇转动角速度最小值为ωmin=40π rad/s,A正确。6.1 圆周运动知识点一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系1. 线速度(1)定义:为了描述圆周运动的快慢,把物体通过的 弧长 与所用时间之比定义为线速度。 (2)表达式:v=。单位: 米每秒(m/s) 。 (3)方向:线速度是矢量,其方向沿轨迹的 切线方向 。 2. 角速度(1)定义:为了描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢,把连接运动质点和圆心的半径所转过的 角度 与时间之比称为角速度。 (2)表达式:ω=。(3)单位: 弧度每秒 ,符号为 rad/s。 3. 周期、转速(1)周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫作周期,用T表示。单位: 秒(s) 。 (2)转速:物体在做圆周运动时,其转过的 圈数 与时间之比称为转速,符号是n。单位: 转每秒(r/s) ,或转每分(r/min)。 4. 物理观念如图所示,后轮被架起来的自行车的大齿轮、小齿轮、后轮上的点都在做圆周运动,为了方便研究,我们取大齿轮上的A、小齿轮上的B、后轮上的C三点进行比较。(1)从单位时间走过的轨迹长度考虑, C 点运动最快, A、B 运动最慢。 (2)从单位时间转过的角度考虑, C、B 点运动最快, A 点运动最慢。 例1 [2025·宁波鄞州中学高一期末]如图所示,火车以60 m/s的速率驶过一段圆弧弯道,某乘客发现放在水平桌面上的指南针在10 s内匀速转过了10°,在该时间内,火车的( D )A. 运动位移为600 mB. 加速度为0C. 角速度约为1 rad/sD. 转弯半径约为3.4 km【解析】 由Δs=vΔt知,弧长Δs=600 m是路程而不是位移,A错误;火车在弯道内做曲线运动,加速度不为0,B错误;由10 s内匀速转过10°知,角速度ω= rad/s= rad/s≈0.017 rad/s,C错误;由v=rω知,r= m≈3.4 km,D正确。变式1 甲、乙两物体都做圆周运动,转动半径之比为1∶2,在相等时间里甲转过60°角,乙转过45°角,则它们的( A )A. 角速度之比为4∶3B. 角速度之比为2∶3C. 线速度之比为1∶1D. 线速度之比为4∶9【解析】 相同时间内甲转过60°角,乙转过45°角,根据角速度定义可知ω1∶ω2=4∶3,A正确,B错误;由题意可知r1∶r2=1∶2,根据公式v=ωr,可知v1∶v2=ω1r1∶ω2r2=2∶3,C、D错误。知识点二 匀速圆周运动的理解1. 匀速圆周运动的定义:如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小 处处相等 ,这种运动叫作匀速圆周运动。 2. 物理观念如图所示,质点围绕圆心O在纸面内做匀速圆周运动,请思考:(1)质点的圆周运动是一种 变速运动 (填“匀速运动”或“变速运动”)。 (2)质点做匀速圆周运动时,不发生变化的物理量有 角速度、周期、转速 。 例2 关于匀速圆周运动,下列说法中错误的是( C )A. 做匀速圆周运动的物体处于非平衡状态B. 运动快慢可用线速度描述,也可用角速度描述C. 匀速圆周运动是匀速运动,因为其速率保持不变D. 做匀速圆周运动的物体所受合力不可能为0【解析】 匀速圆周运动是曲线运动,物体有加速度,处于非平衡状态,A正确;角速度和线速度都是描述做匀速圆周运动的物体运动快慢的物理量,B正确;匀速圆周运动中,线速度的大小不变,但方向改变,不是匀速运动,物体所受合力不可能为0,C错误,D正确。变式2 (多选)如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中,带笔尖的脚做匀速圆周运动,则( AC )A. 笔尖的角速度不变B. 笔尖的线速度不变C. 笔尖的转速不变D. 笔尖在相等的时间内通过的位移不变【解析】 做匀速圆周运动的物体的角速度和转速是不变的,A、C正确;线速度是矢量,笔尖的线速度大小不变,方向时刻改变,所以笔尖的线速度是变化的,B错误;笔尖在相等时间内转过的路程相等,但转过的位移不一定相同,D错误。[要点总结]1. 圆周运动的性质:圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度,做圆周运动的物体受的合力一定不为0。2. 匀速圆周运动的特点:知识点三 圆周运动的传动问题传动类型 图示 结论同轴 转动 定量关系:TA=TB,ωA=ωB,皮带 (链条) 传动 (无打 滑现象) 定量关系:vA=vB,齿轮 传动 (1)运动特点:转动方向相反; (2)定量关系:vA=vB,例3 [2024·温州中学月考]如图所示为传动装置,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是ra∶rb∶rc=2∶1∶2。若皮带不打滑,则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的( A )A. 角速度之比为1∶2∶2B. 角速度之比为1∶1∶2C. 线速度大小之比为1∶2∶2D. 线速度大小之比为1∶1∶1【解析】 点a和点b是皮带传动边缘点,线速度大小相等,故va∶vb=1∶1,根据v=rω,有ωa∶ωb=rb∶ra=1∶2,点b和点c是同轴转动,角速度相等,故ωb∶ωc=1∶1,则ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,A正确,B错误;点b和点c是同轴转动,角速度相等,根据v=rω,有vb∶vc=rb∶rc=1∶2,则va∶vb∶vc=1∶1∶2,C、D错误。变式3 如图所示为机械手表传动装置中相互啮合的两个齿轮。齿轮转动时,其边缘P、Q两点线速度大小分别为vP和vQ,角速度大小分别为ωP和ωQ,则( D )A. vP>vQ B. vP<vQC. ωP>ωQ D. ωP<ωQ【解析】 齿轮传动装置中,齿轮边缘的线速度大小相等,即vP=vQ,根据角速度与线速度的关系有vP=ωPrP,vQ=ωQrQ,由于rP>rQ,则有ωP<ωQ,A、B、C错误,D正确。知识点四 涉及圆周运动的周期性问题圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解。有些题目会涉及圆周运动、平抛运动、匀速直线运动等不同运动形式,两种不同的运动规律间必然有一个物理量在起桥梁作用,从而把两种不同运动联系起来,这一个物理量常常是“时间”。例4 如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求A球做匀速圆周运动的周期的所有可能值。(重力加速度为g)【答案】 (n=1,2,3,…)【解析】 两球能在a点相碰,则A球在B球飞行时间内又回到a点,即平抛运动的时间等于A球周期的整数倍,所以t==nT,解得T=(n=1,2,3,…)。 随堂检测 1. 关于圆周运动,下列说法中正确的是( D )A. 圆周运动可能是匀速运动B. 做匀速圆周运动的物体受力平衡C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内发生的位移相等D. 做匀速圆周运动的物体线速度大小不变【解析】 圆周运动是曲线运动,一定是变速运动,A错误;匀速圆周运动一定是变速运动,一定有加速度,根据牛顿第二定律,所受合外力不为0,B错误;根据v=,可知做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的弧长相等,位移大小相等,位移方向不相同,C错误;由匀速圆周运动特点可知,做匀速圆周运动的物体线速度大小不变,D正确。2. [2025·桐乡高级中学月考]如图甲所示为一款感应垃圾桶。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( D )甲 乙第2题图A. ωA>ωB B. ωA<ωBC. vA=vB D. vA<vB【解析】 A、B两点同轴转动,A、B两点的角速度相等,即ωA=ωB,A、B错误;根据v=ωr,且rA<rB,可得vA<vB,C错误,D正确。3. [2024·浙江黄岩中学高一期末]如图所示,夜晚时电扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪光60次,电扇转轴O上装有3个相同的扇叶,它们互成120°角。当电扇匀速转动时,观察者感觉扇叶不动,则电扇转动角速度最小值为( A )第3题图A. 40π rad/s B. 40 rad/sC. 120π rad/s D. 120 rad/s【解析】 因为电扇叶片有三个,相互夹角为120°,现在观察者感觉扇叶不动,说明在闪光时间里,扇叶转过的角度应为120°的整数倍,则有θ=k·π(k=1,2,3,…),闪光灯每秒闪光60次,则转动的角速度为ω= rad/s=k·40π rad/s(k=1,2,3,…),当k=1时,可得风扇转动角速度最小值为ωmin=40π rad/s,A正确。6.1 圆周运动知识点一 描述圆周运动快慢的物理量及其关系1. 线速度(1)定义:为了描述圆周运动的快慢,把物体通过的 与所用时间之比定义为线速度。 (2)表达式:v=。单位: 。 (3)方向:线速度是矢量,其方向沿轨迹的 。 2. 角速度(1)定义:为了描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢,把连接运动质点和圆心的半径所转过的 与时间之比称为角速度。 (2)表达式:ω=。(3)单位: ,符号为 rad/s。 3. 周期、转速(1)周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫作周期,用T表示。单位: 。 (2)转速:物体在做圆周运动时,其转过的 与时间之比称为转速,符号是n。单位: ,或转每分(r/min)。 4. 物理观念如图所示,后轮被架起来的自行车的大齿轮、小齿轮、后轮上的点都在做圆周运动,为了方便研究,我们取大齿轮上的A、小齿轮上的B、后轮上的C三点进行比较。(1)从单位时间走过的轨迹长度考虑, 点运动最快, 运动最慢。 (2)从单位时间转过的角度考虑, 点运动最快, 点运动最慢。 例1 [2025·宁波鄞州中学高一期末]如图所示,火车以60 m/s的速率驶过一段圆弧弯道,某乘客发现放在水平桌面上的指南针在10 s内匀速转过了10°,在该时间内,火车的( )A. 运动位移为600 mB. 加速度为0C. 角速度约为1 rad/sD. 转弯半径约为3.4 km变式1 甲、乙两物体都做圆周运动,转动半径之比为1∶2,在相等时间里甲转过60°角,乙转过45°角,则它们的( )A. 角速度之比为4∶3B. 角速度之比为2∶3C. 线速度之比为1∶1D. 线速度之比为4∶9知识点二 匀速圆周运动的理解1. 匀速圆周运动的定义:如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小 ,这种运动叫作匀速圆周运动。 2. 物理观念如图所示,质点围绕圆心O在纸面内做匀速圆周运动,请思考:(1)质点的圆周运动是一种 (填“匀速运动”或“变速运动”)。 (2)质点做匀速圆周运动时,不发生变化的物理量有 。 例2 关于匀速圆周运动,下列说法中错误的是( )A. 做匀速圆周运动的物体处于非平衡状态B. 运动快慢可用线速度描述,也可用角速度描述C. 匀速圆周运动是匀速运动,因为其速率保持不变D. 做匀速圆周运动的物体所受合力不可能为0变式2 (多选)如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中,带笔尖的脚做匀速圆周运动,则( )A. 笔尖的角速度不变B. 笔尖的线速度不变C. 笔尖的转速不变D. 笔尖在相等的时间内通过的位移不变[要点总结]1. 圆周运动的性质:圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度,做圆周运动的物体受的合力一定不为0。2. 匀速圆周运动的特点:知识点三 圆周运动的传动问题传动类型 图示 结论同轴 转动 定量关系:TA=TB,ωA=ωB,皮带 (链条) 传动 (无打 滑现象) 定量关系:vA=vB,齿轮 传动 (1)运动特点:转动方向相反; (2)定量关系:vA=vB,例3 [2024·温州中学月考]如图所示为传动装置,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是ra∶rb∶rc=2∶1∶2。若皮带不打滑,则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的( )A. 角速度之比为1∶2∶2B. 角速度之比为1∶1∶2C. 线速度大小之比为1∶2∶2D. 线速度大小之比为1∶1∶1变式3 如图所示为机械手表传动装置中相互啮合的两个齿轮。齿轮转动时,其边缘P、Q两点线速度大小分别为vP和vQ,角速度大小分别为ωP和ωQ,则( )A. vP>vQ B. vP<vQC. ωP>ωQ D. ωP<ωQ知识点四 涉及圆周运动的周期性问题圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解。有些题目会涉及圆周运动、平抛运动、匀速直线运动等不同运动形式,两种不同的运动规律间必然有一个物理量在起桥梁作用,从而把两种不同运动联系起来,这一个物理量常常是“时间”。例4 如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求A球做匀速圆周运动的周期的所有可能值。(重力加速度为g) 随堂检测 1. 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. 做匀速圆周运动的物体受力平衡C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内发生的位移相等D. 做匀速圆周运动的物体线速度大小不变2. [2025·桐乡高级中学月考]如图甲所示为一款感应垃圾桶。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( )甲 乙第2题图A. ωA>ωB B. ωA<ωBC. vA=vB D. vA<vB3. [2024·浙江黄岩中学高一期末]如图所示,夜晚时电扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪光60次,电扇转轴O上装有3个相同的扇叶,它们互成120°角。当电扇匀速转动时,观察者感觉扇叶不动,则电扇转动角速度最小值为( )第3题图A. 40π rad/s B. 40 rad/sC. 120π rad/s D. 120 rad/s 展开更多...... 收起↑ 资源列表 6.1 圆周运动 - 学生版.docx 6.1 圆周运动.docx 6.1 圆周运动.pptx