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6.1
圆周运动
2020-2021学年度人教版高中物理必修2
第六章
圆周运动
圆周运动：
运动轨迹是圆或圆的一部分的运动
生活中的圆周运动
讨论：如何描述圆周运动的运动快慢？
回忆：如何描述直线运动的物体运动快慢？
相同时间比较位移
相同位移比较时间
比较速度
讨论：如何描述圆周运动的运动快慢？
比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
比较物体在一段时间内半径转过的角度
比较物体转过一圈所用时间
比较物体在一段时间内转过的圈数
线速度：比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短
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
的比值叫做线速度的大小。
3、大小：
4、单位：m/s
v
=
Δt
Δs
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。
Δs是弧长并非位移
?s
?t
矢量
生活实例：线速度描述物体做圆周运动的快慢
v
=
Δt
Δs
线速度
Δt→0
做圆周运动的赛车，如何描述运动快慢？
Δt时间内通过的弧长（路程）
某一时刻或某一刻的瞬时速度
匀速圆周运动：若物体沿着圆周运动，
并且线速度的大小处处相等
航天员在太空做了一个有趣的实验：用长度大约为32cm的细绳拴着一颗小钢球，细绳恰好处于伸直状态，航天员用手指沿垂直细绳方向轻推小球，小球在拉力作用下沿某一平面做匀速圆周运动，2s?转动一圈，由此可估测出小球线速度大小约为(
)
A.???0.1m/s????
?B.?0.5m/s????
C.?1m/s?????
?D.?2m/s
C
针对练习
匀速圆周运动
v
匀速圆周运动是变速运动！
速率不变
是线速度大小不变的运动！
v
v
o
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的
角速度：比较物体在一段时间内转过的角度
1、物理意义：描述质点沿绕圆心转动的快慢。
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。
3、公式：
ω=
Δt
Δ
θ
Δθ采用弧度制
Δθ
Ｏ
4
、角速度是矢量，匀变速圆周运动是角速度不变的圆周运动
扩展：角速度的单位
(1)圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述，这个比值是没有单位的，为了描述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就是弧度（rad）．
(2)国际单位制中，角速度的单位是弧度／秒(rad／s)．
练习：3600对应多少弧度？
900对应多少弧度？
2
π
π
/2
生活实例：弯道超车
现象：两辆车沿圆周跑的一样快，
但是绕圆心转动的不一样快
生活实例：绕圆心转动
生活实例：旋转木马
线速度：描述沿着圆周运动的快慢
角速度：描述绕圆心转动的快慢
现象：沿着圆心转动的快慢一样，
但是沿圆周运动的快慢不一样
其他描述匀速圆周运动快慢的物理量
讨论：八大行星绕太阳做匀速圆周哪个运动更快？
水星：绕日公转周期约90天
金星：绕日公转周期约225天
地球：绕日公转周期约365.26天
火星：绕日公转周期约686.98天
木星：绕日公转周期约12年，
土星：绕日公转周期约30年，
天王星：绕日公转周期
84.81年
海王星：绕日公转周期约165年
周期：表示运动一周所用的时间
其他描述匀速圆周运动快慢的物理量
做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。
周期：T
单位：s
周期的倒数叫频率
表示运动一周所用的时间
频率：
单位：
Hz或s-1
表示一秒内转过的圈数
周期越小、频率越高表明物体运转得越快！
关于匀速圆周运动，下列说法不正确的是(
)
A.?线速度不变???????
B.?角速度不变?
?
C.?频率不变
???????????D.?周期不变
A
针对练习
A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图)，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4：3，运动方向改变的角度之比是3：2，则它们(
)
A.?线速度大小之比为4：3
B.?角速度大小之比为3：4
C.?圆周运动的半径之比为2：1
D.?向心加速度大小之比为1：2
A
针对练习
讨论：线速度、角速度、周期有什么关系？
线速度：
v=2πr／T
角速度：
ω=2π／T
结论：
v=
r
ω
1、半径一定，线速度与角速度成正比
2、角速度一定，线速度与半径成正比
3、线速度一定，角速度与半径成反比
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？
解：
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
他做匀速圆周运动的周期
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。
典例分析
讨论：角速度与线速度的关系
角速度一定
线速度与半径成正比
线速度一定
角速度与半径成反比
讨论：闹钟与手表进行了激烈的争论
闹钟说:我的秒针针尖的线速度为9×10^-4m/s,你的秒针针尖的线速度只有3×10^-4m/s,我比你快得多.
手表说：你的秒针针尖60s转一圈,我也是60s转一圈,我并不比你慢.
你认为应该如何评价闹钟和手表的争论?
从质点运动快慢角度
从物体转动运动快慢角度
思考角度不同
结论也不同
一石英钟的分针和时针的长度之比为?3:2?，且均可看做是匀速转动，则(?
?
?
?)
A.?分针和时针转动的周期之比为?1∶60?
B.?分针和时针的针尖转动的线速度之比为?40∶1?
C.?分针和时针转动的角速度之比为?12∶1
D.?秒针上A，B两点的线速度一样大
C
针对练习
讨论：匀速圆周运动是什么性质的运动？
线速度角度：变速运动
角速度方面：角速度不变
周期方面：周期不变
频率方面：频率不变
转速方面：转速不变
1、圆周运动的概念
3、匀速圆周运动的特点及性质
2、描述圆周运动的几个物理量及其关系
v
=
T
2πr
ω=
T
2π
v
=
rω
v
=
Δt
Δs
ω=
Δt
Δ
θ
n
=
f
=
T
1
(1)、线速度大小不变,方向时刻变化,是变速运动
(2)、速率、角速度、周期、频率、转速都不变
课堂小结
扩展：两种传动方式
齿轮皮带传动
同轴传动
扩展：两种传动方式
1、皮带、齿轮传动
线速度大小相等
角速度与半径成反比
v
=
rω
如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R和r，且R=3r，?A，?B分别为两轮边缘上的点，则皮带轮运动过程中，关于A，?B两点下列说法正确的是(
)
A.?角速度之比ωA:ωB=1:3
B.?角速度之比ωA:ωB=3:1
C.?线速度大小之比vA:vB=1:3
D.?在相同的时间内通过的路程之比sA:sB=3:1
A
针对练习
扩展：两种传动方式
2、同轴传动
角速度大小相等
线速度与半径成正比
v
=
rω
硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成..碟片外覆盖有铁磁性材料..如图所示，电动机使磁盘以?5400r/min的转速匀速转动，磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道.外磁道某一点P与内磁道某一点?Q?相比，有?(
)
A.?nP>nQ
B.?ωP>ωQ
C.?vP>vQ
D.?TP>TQ
C
针对练习
如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比RB:RC=3:2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的??(????)
A.?线速度大小之比为3:2:3
B.?角速度之比为3:2:2
C.?转速之比为2:3:2
D.?周期之比为9:6:4
B
针对练习
谢谢聆听

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