第一节匀速圆周运动

卓越个性化教案2．角速度匀速圆周运动的快慢也可以用角速度来描述。

物体在圆周上运动得越快，连接运动物体和圆心的半径在同样的时间内转过的角度就越大。

①概念：连接运动物体和圆心的半径转过的角度φ跟所用时间t的比值，叫做匀速圆周运动的角速度。

②公式：角速度用ω来表示，ω=tφ对确定的匀速圆周运动，φ与所用时间t的比值是恒定不变的。

因此匀速圆周运动也可以说成是角速度不变的圆周运动。

③单位：角速度的单位由角度和时间的单位决定。

在SI制中，角速度的单位是弧度每秒，符号是r a d/s。

3．周期T、频率f和转速n匀速圆周运动是一种周期性运动。

①周期：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。

符号用T表示，单位是s。

周期也是描述匀速圆周运动快慢的物理量，周期长运动慢，周期短运动快。

②频率：单位时间内运动的周数，即周期的倒数，叫做频率。

符号用f表示，单位是Hz。

频率也是描述匀速圆周运动快慢的物理量，频率低运动慢，频率高运动快。

f=1/T③转速：做匀速圆周运动的物体单位时间内转过的圈数叫转速。

符号用n表示，国际单位是r/s。

其它常用单位：r/min。

它们之间的换算关系。

4、线速度、角速度、周期之间的关系既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么他们之间有什么样的关系呢？一物体做半径为r的匀速圆周运动，它运动一周所用的时间为T。

它在周期T内转过的弧长为2πr，转过的角度为2π，所以有：T rvπ2=；ω=Tπ2由上面两式得：v=ωr结论：由v=ωr知，当v一定时，ω与r成反比；当ω一定时，v与r成正比；当r一定时，v 与ω成正比。

【例题精讲】例1、分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？结论：主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。

例2、分析右图中，轮上各点的角速度有什么关系？结论：同一轮上各点的角速度相同。

例3、如图1所示，直径为d 的纸制圆筒，使它以角速度ω绕轴O 匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒。

各点线速度大小相等；若属于同轴传动，则轮上各点的角速度相
等。
(2)确定半径关系：根据装置中各点位置确定半径关系，或根
据题意确定半径关系。
(3)择式分析：若线速度大小相等，则根据 ω∝1r分析，若角 速度大小相等，则根据 v∝r 分析。
[对点练清]
1.(2018·江苏学业水平测试)如图所示，风力发电周的来自切__线__ 向中学阶方向
段不研究)
s 标量
Hz 标量
_r_/_s_ 标量
2.判一判
(1)线速度是位移与发生这段位移所用时间的比值。 ( × )
(2)角速度是标量，没有方向。
(×)
(3)匀速圆周运动的周期相同，角速度大小及转速都相同。
(√)
3．选一选
物体在做匀速圆周运动的过程中，下列关于其线速度的说法
又 vB＝RBωB＝12RAωA＝v2A 所以 vA∶vB∶vC＝vA∶12vA∶vA＝2∶1∶2 TA∶TB∶TC＝ω2πA∶ω2πB∶ω2πC＝12∶12∶13＝3∶3∶2。 答案：ωA∶ωB∶ωC＝2∶2∶3 vA∶vB∶vC＝2∶1∶2 TA∶TB∶TC＝3∶3∶2
3．如图所示，A、B 两个齿轮的齿数分别是 z1、z2，各自固定在 过 O1、O2 的轴上。其中过 O1 的轴与电动机相连接，此轴转 速为 n1，求：
突破点二 常见三种转动装置 [学透用活]
装置
特点
(1)角速度相同，即ωA＝ωB
同 轴
(2)周期相同，即TA＝TB
转
(3)线速度与半径成正比，
动
即 vvAB＝Rr
(1)线速度大小相等，即vA＝vB
皮
(2)周期与半径成正比，
带 传
即 TTAB＝Rr

匀速圆周运动当一质点或物体绕某一固定点做圆周运动，且平均角速度恒定时，我们称之为匀速圆周运动。

这种运动形式常见于多种物理现象中，如行星绕太阳运动、卫星绕地球运动等。

1. 性质1.1 运动方向恒定：质点在做匀速圆周运动时，偏向心力与速度方向垂直，使得质点沿圆周运动。

因此，质点在对运动方向有影响的外力作用下，运动方向仍旧呈现恒定的状态。

1.2 角速度恒定：匀速圆周运动中，角速度ω始终为常数，其大小由圆周运动的半径r、线速度v以及ω的定义式ω=v/r共同决定。

当半径和线速度均恒定时，角速度也随之恒定。

1.3 周期是固定的：由于角速度ω为恒定值，周期T也将是不变的。

周期可以被定义为质点在做一圆周运动中所需的时间，或者是一个圆周运动完成的次数。

2. 公式2.1 匀速圆周运动的周期公式：T=2πr/v其中，T代表圆周运动的周期，r代表圆周的半径，v代表线速度。

2.2 线速度与半径之间的关系：v=rω其中，v代表线速度，r代表半径，ω代表角速度。

2.3 运动的加速度公式：a=v²/r其中，a代表质点在圆周运动中的加速度，v代表线速度，r代表半径。

3. 应用匀速圆周运动在现实中的应用非常广泛。

在天体物理学中，行星绕太阳运动和卫星绕地球运动都属于匀速圆周运动，并被广泛应用于天体运动的研究。

此外，在众多机械设备中，旋转部件的运动也往往是匀速圆周运动，例如发动机的曲轴运动、水泵的叶轮运动等。

4. 总结匀速圆周运动是一种常见的运动形式，其关键特征是角速度、周期和运动方向的稳定性。

通过理解匀速圆周运动的性质和公式，我们可以更好地应用它们于实际场景，加深对物理学基础知识的理解。

2π T1 ω2 2 误；由 ω＝ T 得T ＝ω ＝15，C 正确、D 错误。 2 1
答案：C
2．做匀速圆周运动的物体，10 s 内沿半径为 20 m 的圆周 运动 100 m，试求物体做匀速圆周运动时： (1)线速度的大小； (2)角速度的大小； (3)周期的大小。 Δs 解析：(1)依据线速度的定义式 v＝ Δt 可得
2．合作探究——议一议 (1)打篮球的同学可能玩过转篮球， 让篮球 在指尖旋转，展示自己的球技，如图 211 所示，若篮球正绕指尖所在的竖 直轴旋转， 那么篮球上不同高度的各点 的角速度相同吗？线速度相同吗？
图 211
提示： 篮球上各点的角速度是相同的。 但由于不同高度的各 点转动时的圆心、半径不同，由 v＝ωr 可知不同高度的各 点的线速度不同。
求线速度则需要找出 P 点和 Q 点做圆周运动的半径。 P 点和 Q 点绕 AB 做圆周运动，其轨迹的圆心不同。P 点 和 Q 点的圆周运动的半径分别为 1 3 r P ＝ R· sin30° ＝2R，rQ＝R· sin60° ＝2R 故其线速度分别为 vP＝ωrP＝0.39 m/s， vQ＝ωrQ＝0.68 m/s。
一、认识圆周运动 1．定义 如果质点的运动轨迹是 圆 ， 那么这一质点的运动叫做圆周 运动。 2．匀速圆周运动 在任意相等时间内通过的 圆弧 长度都相等的圆周运动。 3．性质 匀速圆周运动的速度 大小 不变，但 方向 时刻改变，故匀 速圆周运动是变速运动，也是最简单的一种圆周运动。
二、如何描述匀速圆周运动的快慢 1．线速度 (1)定义：做匀速圆周运动的物体通过的 弧长 l 与所用时 间 t 的比值。
匀速圆周运动的多解问题
[典例]
如图 218 所示， 小球 A 在半径为 R

各物理量的相互关系
线速度
A
vA
B
o
vB
大小：
v AB s t t
方向：沿质点所在圆弧处的切线方向
角速度
A

o
B
大小：

t
2
T
经时间t，质点由A运动到B，半 径转过的角度等于 .
周期与频率
T 2r
v
2

f 1 T
V、、T、n 的关系
v 2r
2 t
vA : vB : vC 3 : 3 : 4
T 2
A : B : C 3 : 2 : 2
1 1 1 : : 2:3:3 3 2 2

知
TA : TB : TC
解:由于A、B 轮由不打滑的皮带相连
所以vA=vB
C r3 r1 o1 A B o2 r2
A rA 1.5r1 3 又由v=r 知 B rB r1 2
由于B、C 两轮固定在一起， 所以 A=B 又由v=r 知 所以有 再由
vB B rB rB 1.5r1 3 vC C沿圆周运动，在相等的时间里通过的圆弧长度相等。
二、描述匀速圆周运动快慢的物理量
线速度 大小： 角速度：
v s
t
方向：沿质点所在圆弧处的切线方向
t 2 t
T 2r v 2
周期与频率：

f 1 T
转速：每分钟转过的圈数，单位是 转/分
v r
t
n 60 t
如图，o1为皮带传动装置的主动轮的轴心，半径r1; o2为从动轮的 轴心，半径r2;r3为与从动轮固定在一起的大轮的半径.已知 r2=1.5r1,r3=2r1.A、B、C分别为3个轮边缘上的点，那么质点A、B、 C的线速度之比是_____，角速度之比是____，周期之比是______.

第一节 匀速圆周运动
制作人：符老师
质点的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动。
圆周运动是一种常见的运动
圆 周 运 动
圆周运动是一种常见的运动
匀速圆周运动
• 质点沿圆周运动， 如果在相等的时间内， 经过的圆弧长度相等， 这种运动叫做匀速圆周 运动。
△t
0
相等的时间内通过 的圆弧长度相同
自行车中的转动
匀 速 圆 周 运 动 的v 性 质
v
做匀速圆周运动的 物体在各个时刻的线速 度大小和方向怎样变化？
匀速圆周运 动中的“匀 速”指速度 不变吗？
o
v 匀速圆周运动是
变速运动！
是线速度大小不变的运动！ 速率不变
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
矢量
1、物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。 2、定义：质点所在的半径转 过圆心角 和所用时间t的比 值叫做角速度。 3、大小： ω= 4、单位：rad/s
1.下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有 关说法正确的是 [ C ] A.它们线速度相等，角速度一定相等 B.它们角速度相等，线速度一定也相等 C.它们周期相等，角速度一定也相等 D.它们周期相等，线速度一定也相等
谢
谢 !
飞轮
后轮
链轮
如何比较自行车的链轮、飞轮和后轮上各点的运 动快慢呢?
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
矢量
1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 2、定义：通过的弧长l 和所用 时间 t 的比值叫做线速度。 3、定义式：
l
v=
l t l是弧长并非位移
4、单位：m/s
5、方向：沿圆周上该点的切线方向。
θ
t

A.线速度的方向保持不变 B.线速度的大小保持不变 C.角速度大小不断变化 D.线速度和角速度都保持不变
2.一个物体以角速度ω 做匀速圆周运动时，下列说法中
正确的是( A ) A.轨道半径越大线速度越大 B.轨道半径越大线速度越小 C.轨道半径越大周期越大
D.轨道半径越大周期越小
3.关于角速度和线速度，下列说法正确的是（ B ）
A.半径一定，角速度与线速度成反比
B.半径一定，角速度与线速度成正比 C.线速度一定，角速度与半径成正比 D.角速度一定，线速度与半径成反比
4.如图所示，球体绕中心线OO′转动，则下列说法中正
确的是( AD )
A.A、B两点的角速度相等 B.A、B两点的线速度相等 C.A、B两点的转动半径相等 D.A、B两点的转动周期相等
t

B
周期、频率、转速
周期:做圆周运动的物体运动一周的时间,符号T.单位:秒(s) T大运动得慢，T小运动得快 频率:一秒内质点完成周期性运动的次数,符号f.单位:
1 T
赫兹(Hz) f
频率越高表明物体运动得越快！ 转速：一定时间内物体运动的圈数， 符号n.单位:转每秒 (r/s)
转每分 (r/min)
转盘
水流星
地球仪
圆锥摆
以上各物体都在做匀速圆周运动，你能总结出它们的特点吗？
匀速圆周运动
定义：在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动。
如何描述匀速圆周运动的快慢呢？
思考
大球和小球谁转得快呢？
线速度
定义：质点在t时间里走过的弧长s与 所用的时间t的比值。 定义式：v=s/t , 单位：m/s 当t 取很小时线速度变为瞬时速度 此时，线速度就是瞬时速度。 思考：速度是矢量，有大小和方向，那么线速度的方向是 怎样的呢？ A

三、描述匀速圆周运动的快慢 2、角速度ω：质点单位时间走过的圆心角弧度。 因为：圆弧长S对应圆心角 所以：可以用 3、特点：


t
D
C
B

0 A
(1)其值恒定不变。
(2)单位：弧度/秒
符号：rad/s
三、描述匀速圆周运动的快慢 4、周期T:
定义：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫周期。
第二章 圆周运动
第一节 匀速圆周运动
学习目标
1、了解物体做圆周运动的特征，知道什么是匀速圆周运动。
2、理解线速度的概念，知道它是描述物体做匀速圆周运动快 慢的物理量，理解描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量还 有角速度和周期，会用它们的公式进行计算。
2r 3、理解线速度、角速度、周期之间的关系： v r T
例题 地球绕太阳公转的运动可以近似地看做匀速圆 周运动，地球距太阳约1.5×108km，地球绕太阳公 转的角速度是多大？线速度是多大？ 提示：地球公转的周期是： T=365×24×3600S=3.15×107s
地球
2 2 3.14 2 10 7 rad / s T 3.15 10 7
三、描述匀速圆周运动的快慢 1、线速度V： 大小：单位时间内通过的圆弧 长度可以表示圆周运动的快慢。 方向：切线方向 S 表达式：V t
C
B
D
0
A
特点：（1）是瞬时速度；单位m/s. （2）是矢量； （3）V值大小不变，但方向随时变化。 因此：匀速圆周运动是一种变速运动，“匀速”只 是指速度的大小即速率不变而已。
太阳
2r v T 7 8 v r 2 10 1.5 10 km/ s 30km/ s
练习

第二章匀速圆周运动第1节圆周运动教学目标：一、知识与技能1. 根据实例，归纳圆周运动的运动学特点，知道它是一种特殊的曲线运动。

2. 知道圆周运动是变速运动，知道它与一般曲线运动的关系。

3. 理解表征圆周运动的物理量，利用各物理量的定义式，阐述各物理量的含义及相互关系。

二、过程与方法1. 通过对演示实验的分析，理解、掌握描述圆周运动快慢的思路和方法。

2. 通过探究、讨论，理解、掌握线速度、角速度、周期之间的关系。

3. 通过分析具体的圆周运动，学会从不同的角度描述圆周运动的快慢。

三、情感态度与价值观1. 发展学生的好奇心和求知欲。

2. 使学生体会圆周运动就在我们身边。

3. 分析对圆周运动的典型应用，理解圆周运动对人类文明进步的贡献。

4. 能从身边现象中认识圆周运动，体会圆周运动的对称与和谐。

学习者分析：学生学习了曲线运动，对曲线运动有了一定的认识，这为理解圆周运动是变速运动，为理解圆周运动与一般曲线运动的关系做好了知识储备。

必修1中物体运动快慢的描述为本节线速度和角速度的学习奠定了基础．匀速直线运动的知识对学生分析、理解匀速圆周运动有一定的帮助，同时也会对理解匀速圆周运动造成困难，对理解匀速圆周运动是变速运动形成障碍。

教学策略：【教学方法设计】实验探究教学法、教育评价机制激励法。

本节设计实验引入以探究活动为主要手段，以实验、讨论、分析交流为主要学习方式，教师逐步设置问题引导学生观察、探究、开展学习活动，达到三维教学目标。

【教学媒体设计】本节设计以空中转椅的运动引入，再多媒体教学手段再现物体做圆周运动的物理情景，利用学生熟悉的陀螺、洗衣机、自行车、荡秋千等场景创设物理场景，营造研究圆周运动的氛围，激发学生的求知欲。

【教具设计】在支架上固定圆形木板，木板上用细铁丝模拟大小不同的轨道，轨道上安装可沿轨道运动的卡通动物．在圆形木板后，用传动装置带动卡通动物，使其可以不同的线速度和角速度沿 A 、 B 轨道运动。

思 考
设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：
线速度与周期的关系： 角速度与周期的关系：
v=
ω=
2πr
T
2π
T
思 考
线速度与角速度的关系？ 设物体做半径为r的匀速圆周运动，在Δt内通 过的弧长为Δl ，半径转过的角度为Δθ ∆l
由数学知识得Δl = rΔθ
Δl r Δθ v = Δt = Δt = rω
2014.2.25

o
v v
注意：匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动
加速度方向在变化
匀速圆周运 动中的“匀 速”指速度 不变吗？
描 述 圆 周 运 动 快 慢 的 物 理 量
1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。 2、定义：质点所在的半径转 过圆心角Δθ和所用时间Δt的 比值叫做角速度。 3、大小： Δθ ω= Δt
两类重要的问题
1）传动装置线速度的关系
a、皮带传动－线速度相等
b、齿轮传动－线速度相等
同一传动各轮边缘上线速度相同
2）同一轮上各点的角速度关系
A B
C
同一轮上各点的角速度相同
对自行车三轮转动的描述
(1)A、B的线速度相同 (2)B、C的角速度相同 A C
(3)B、C比A角速度小
(4)C比A、B线速度小
第二章 匀速圆周运动
第一节 圆周运动
2014.2编辑
在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部 分的运动叫做后轮中的质点都在做圆周运 动。哪些点运动得更快些？
思 考
两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？
比较物体在 一段时间内 通过的圆弧 的长短
比较物体 转过一圈 所用时间 的多少
r

详细描述
在钟表中，时针、分针和秒针均以恒 定的角速度进行转动，形成匀速圆周 运动。它们的线速度大小也保持不变 ，但方向时刻改变。
电风扇叶轮的转动
总结词
电风扇叶轮的转动也是一种匀速圆周运动，其角速度和线速度保持恒定。
详细描述
电风扇叶轮在旋转时，其角速度和线速度均保持恒定，使得风扇叶片在旋转过程中始终保持匀速运动 。
《匀速圆周运动》ppt课件
目 录
• 匀速圆周运动的基本概念 • 匀速圆周运动中的物理量 • 匀速圆周运动的公式和定理 • 匀速圆周运动的实例分析 • 匀速圆周运动的应用
01
匀速圆周运动的基本概念
圆周运动的定义
总结词
描述物体绕圆心做曲线运动
详细描述
圆周运动是指物体围绕一个固定点做曲线运动，这个固定点称为圆心，曲线称 为圆周。
02
匀速圆周运动中的物理量
线速度
01
02
03
04
定义
质点沿圆周运动，在任意时刻 ，质点在圆周上所对应的弧长
与所用时间的比值。
公式
$v = frac{s}{t}$，其中s为质 点在t时间内所经过的弧长。
物理意义
描述质点在圆周上运动的快慢 程度。
方向
质点在圆周上运动时，线速度 方向时刻改变，始终沿着圆周
公式
$F_{n} = mfrac{v^{2}}{r}$，其中m为质点 的质量。
来源
向心力可以由重力、弹力、摩擦力等提供， 具体来源取决于圆周运动的情境。
03
匀速圆周运动的公式和定 理
周期和频率
总结词
描述圆周运动物体完成一个周期所需的时间和单位时间内完 成的周期数。
详细描述
周期是指圆周运动物体完成一个周期所需的时间，用希腊字 母表示。频率是指单位时间内完成的周期数，用字母f表示。 两者之间的关系是倒数关系，即T=1/f。

1．圆周运动学 习 目 标知 识 脉 络(教师用书独具)1.理解匀速圆周运动的概念和特点．(重点)2．理解线速度、角速度、周期、频率等概念，会对它们进行定量计算．(重点)3．知道线速度与角速度的定义，知道线速度与周期、角速度与周期的关系．(重点、难点)一、形形色色的圆周运动1．圆周运动：物体的运动轨迹是圆的运动．2．匀速圆周运动：在相等时间内通过的圆弧长度相等的圆周运动． 二、匀速圆周运动的线速度、角速度和周期 1．线速度(1)大小：线速度是描述做圆周运动的质点运动快慢的物理量．线速度的大小等于质点通过的弧长跟所用时间的比值，即v ＝ΔsΔt.(2)方向：线速度不仅有大小，而且有方向．物体在某一时刻或通过某一位置的线速度方向就是圆周上该点的切线方向．2．角速度(1)定义：角速度是描述圆周运动的特有概念．连接运动质点和圆心的半径转过的角度和所用时间的比值，叫做匀速圆周运动的角速度．(2)公式：ω＝ΔφΔt.(3)单位：角速度的单位是弧度每秒，符号是rad/s.3．周期做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫周期，用T 表示，其国际制单位为秒(s)． 三、线速度、角速度和周期间的关系 1．r 、T 、v 、ω之间的关系质点沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动，周期是T ，则 (1)线速度v ＝2πr T.(2)角速度ω＝2πT.(3)线速度与角速度的关系为v ＝r ω. 2．转速(1)转速是指转动物体在单位时间内转过的圈数，常用符号n 表示． (2)单位：转/秒(r/s)或转/分(r/min)． (3)角速度与转速的关系是ω＝2πn .1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等．( ) (2)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同．( ) (3)匀速圆周运动是一种匀速运动．( )(4)匀速圆周运动的周期相同时，角速度及转速都相同．( ) (5)匀速圆周运动的物体周期越长，转动越快． ( )(6)做匀速圆周运动的物体在角速度不变情况下，线速度与半径成正比． ( )【提示】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ 2．(多选)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是( ) A ．匀速圆周运动是匀速运动 B ．匀速圆周运动是变速运动 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BD [这里的“匀速”，不是“匀速度”，也不是“匀变速”，而是速率不变，匀速圆周运动实际上是一种速度大小不变、方向时刻改变的变速运动，故B 、D 正确．]3．(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，那么下列说法中正确的是( )A ．它们的半径之比为2∶9B ．它们的半径之比为1∶2C ．它们的周期之比为2∶3D ．它们的周期之比为1∶3 AD [因为v 1v 2＝r 1ω1r 2ω2＝23，且ω1ω2＝3，因此r 1r 2＝23×ω2ω1＝29，选项A 正确，选项B 错误；匀速圆周运动的周期T ＝2πω，则T 1T 2＝ω2ω1＝13，选项C 错误，选项D 正确．]4．如图所示的传动装置中，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r A ＝r C ＝2r B .若皮带不打滑，求A 、B 、C 三轮边缘上a 、b 、c 三点的角速度之比和线速度之比．[解析] a 、b 两点比较：v a ＝v b 由v ＝ωr 得：ωa ∶ωb ＝r B ∶r A ＝1∶2b 、c 两点比较ωb ＝ωc由v ＝ωr 得：v b ∶v c ＝r B ∶r C ＝1∶2 所以ωa ∶ωb ∶ωc ＝1∶2∶2v a ∶v b ∶v c ＝1∶1∶2.[答案] 1∶2∶2 1∶1∶2对圆周运动的理解12．描述圆周运动的各物理量之间关系的理解(1)角速度、周期、转速之间关系的理解：物体做匀速圆周运动时，由ω＝2πT＝2πn知，角速度、周期、转速三个物理量，只要其中一个物理量确定了，其余两个物理量也唯一确定了．(2)线速度与角速度之间关系的理解：由v ＝ωr 知，r 一定时，v ∝ω；v 一定时，ω∝1r；ω一定时，v ∝r .【例1】 (多选)一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，向心加速度为a ，那么下列说法正确的是( )A ．小球运动的角速度ω＝aRB ．小球在时间t 内通过的路程为s ＝t aRC ．小球做匀速圆周运动的周期T ＝R aD ．小球在时间t 内可能发生的最大位移为2R ABD [由a ＝ω2R 得ω＝a R ，t 时间内的路程s ＝vt ＝ωRt ＝t aR ，周期T ＝2πω＝2πRa，圆周上距离最远的两点为直径，则最大位移为2R ，故知A 、B 、D 正确．]1．汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长．某国产轿车的车轮半径约为30 cm ，当该型号的轿车在高速公路上行驶时，驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上，可估算出该车轮的转速约为( )A ．1 000 r/sB ．1 000 r/minC ．1 000 r/hD ．2 000 r/sB [由公式ω＝2πn ，得v ＝r ω＝2πrn ，其中r ＝30 cm ＝0.3 m ，v ＝120 km/h ＝1003m/s ，代入得n ＝1 00018πr/s ，约为1 000 r/min.]“传动装置”问题分析1．同轴转动同轴的圆盘上各点图示相同量角速度：ωA ＝ωB 周期：T A ＝T B不同量 线速度：v A v B ＝r R2.皮带传动两轮边缘或皮带上各点 图示相同量边缘点线速度：v A ＝v B不同量角速度：ωA ωB ＝r R周期：T A T B ＝R r3.齿轮传动两齿轮啮合传动图示相同量 边缘点线速度：v A ＝v BA 、B 为两齿轮边缘点不同量角速度：ωA ωB ＝r 2r 1周期：T A T B ＝r 1r 2【例2】 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 思路点拨：解答本题应从以下两点进行分析： (1)同轴转动，各轮角速度相等． (2)皮带传动时，线速度相等．C [由题意知，A 轮通过链条分别与C 、D 连接，自行车可有两种速度，B 轮分别与C 、D 连接，又可有两种速度，所以该车可变换四种挡位；当A 与D 组合时，两轮边缘线速度大小相等，A 转一圈，D 转4圈，即ωA ωD ＝14，选项C 对．]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，什么量不相等，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，而各点的线速度大小为v ＝ωr ，与半径r 成正比.(2)在皮带不打滑的情况下，皮带和皮带连接的轮子边缘线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点的线速度大小也相等，而两传动轮的角速度为ω＝\f(v,r )，与半径成反比.2.(多选)如图所示为某一皮带传动装置，主动轮的半径为r 1，从动轮的半径为r 2，已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是( )A ．从动轮做顺时针转动B ．从动轮做逆时针转动C ．从动轮的转速为r 1r 2 n D ．从动轮的转速为r 2r 1nBC [根据皮带的缠绕方向知B 正确，由2πnr 1＝2πn 2r 2，得n 2＝r 1r 2n ，C 项正确．]圆周运动的周期性引起的多解问题1周期中同样可能发生，这就要求我们在确定做匀速圆周运动物体的运动时间时，必须把各种可能都考虑进去．2．确定处理方法(1)抓住联系点：明确两个物体参与运动的性质和求解的问题，两个物体参与的两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移等，抓住两运动的联系点是解题关键．(2)先特殊后一般：分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据运动的周期性，在转过的角度θ上再加上2n π，具体n 的取值应视情况而定．【例3】 如图所示，小球A 在半径为R 的光滑圆形槽内做匀速圆周运动，当它运动到图中的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：(1)B 球抛出时的水平速度多大？ (2)A 球运动的线速度最小值为多大？思路点拨：(1)从小球A 运动到a 点开始计时，到在a 点恰好与小球B 相碰，两球运动时间相等．(2)在小球B 平抛到a 点的时间内，小球A 可能运动多个周期．[解析] (1)小球B 做平抛运动，其在水平方向上做匀速直线运动，设小球B 的水平速度为v 0，则R ＝v 0t①在竖直方向上做自由落体运动，则h ＝12gt 2②由①②得v 0＝R t ＝Rg 2h. (2)A 球的线速度取最小值时，A 球刚好转过一圈，B 球落到a 点与A 球相碰，则A 球做圆周运动的周期正好等于B 球的飞行时间，即T ＝2hg，所以v A ＝2πRT＝2πRg2h . [答案] (1)Rg2h(2)2πR g 2h3.一位同学做飞镖游戏，已知圆盘直径为d ，飞镖距圆盘为L ，且对准圆盘上边缘的A 点水平抛出，初速度为v 0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O 的水平轴匀速转动，角速度为ω.若飞镖恰好击中A 点，则下列关系中正确的是( )A ．dv 20＝L 2gB ．ωL ＝π(1＋2n )v 0(n ＝0,1,2，…)C ．v 0＝ωd2D ．dω2＝g π2(1＋2n )2(n ＝0,1,2，…)B [当A 点转动到最低点时飞镖恰好击中A 点，L ＝v 0t ，d ＝12gt 2，ωt ＝π(1＋2n )(n＝0,1,2，…)，联立解得ωL ＝π(1＋2n )v 0(n ＝0,1,2，…)，2dv 20＝L 2g,2dω2＝g π2(1＋2n )2(n ＝0,1,2，…)，v 0≠ωd2，B 正确．]1．(多选)质点做匀速圆周运动，则( ) A ．在任何相等的时间里，质点的位移都相等 B ．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等 C ．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同D ．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等BD [如图所示，由于线速度大小不变，根据线速度的定义，Δs ＝v ·Δt ，所以相等时间内通过的路程相等，B 对；但位移x AB 、x BC 大小相等，方向并不相同，平均速度不同，A 、C 错；由角速度的定义ω＝ΔφΔt知Δt 相同，Δφ＝ωΔt 相同，D 对．]2.根据教育部的规定，高考考场除了不准考生带手机等通讯工具入场外，手表等计时工具也不准带进考场，考试是通过挂在教室里的时钟计时的，关于正常走时的时钟．如图所示，下列说法正确的是 ( )A ．秒针角速度是分针角速度的60倍B ．分针角速度是时针角速度的60倍C ．秒针周期是时针周期的13 600D ．分针的周期是时针的124A [秒针、分针、时针周期分别为T 1＝1 min ，T 2＝60 min ，T 3＝720 min ，所以T 1T 3＝1720，T 2T 3＝112，选项C 、D 错误．根据ω＝2πT ，ω1ω2＝T 2T 1＝60，ω2ω3＝T 3T 2＝12，选项A 正确、B 错误．] 3.如图所示，两个摩擦传动的靠背轮，左边是主动轮，右边是从动轮，它们的半径不相等，转动时不打滑．则下列说法中正确的是( )A ．两轮的角速度相等B ．两轮转动的周期相同C ．两轮边缘的线速度大小不相等D ．两轮边缘的线速度大小相等D [靠摩擦传动的两轮边缘的线速度大小相等，C 错误、D 正确；由v ＝ωr 得ω＝vr，故两轮的角速度不相等，周期也不相同，A 、B 错误．]4．从我国汉代古墓一幅表现纺织女纺纱的情景的壁画上看到(如图)，纺车上，一根绳圈连着一个直径很大的纺轮和一个直径很小的纺锤，纺纱女只要轻轻摇动那个巨大的纺轮，那根绳圈就会牵动着另一头的纺锤飞快转动．如果直径之比是100∶1，若纺轮转动1周，则纺锤转动多少周？[解析] 纺轮和纺锤在相同时间内转过的圆弧长相等，即 线速度相等，v 轮＝v 锤，由v ＝ω·r 知角速度之比ω轮∶ω锤＝1∶100即当纺轮转动1周时，纺锤转动100周．[答案] 100周。

(4)匀速圆周运动应理解为“匀速率”圆周运动。因为 “在相等的时间里通过的圆弧长度相等”，指的是速
二、描述匀速圆周运动快慢的物理量 1、线速度v：线速度的大小等于质点通过的弧长s与所 用时间t的比值.线速度的方向在圆周各点的切线方向上. 质点做匀速圆周运动时，线速度大小不变，但方向时 刻在改变，故其线速度不是恒矢量。 2、角速度ω：连接质点和圆心的半径(动半径)转过的 角度跟所用时间的比值，叫做匀速圆周运动的角速度. 质点做匀速圆周运动时，角速度ω恒定不变。 3、周期T：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时 间叫做周期。质点做匀速圆周运动时,周期恒定不变. 4、转速n：做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。 质点作匀速圆周运动时，转速恒定不变。 5、相互关系：v= rω ω= 2πn a向= v2 / r = rω2 = r · 4π2/T2 T=2π/ ω
三、向心力 1、向心力 ①向心力的定义：质点做匀速圆周运动所受到的合 外力，就是向心力。 ②向心力的方向：始终沿半径指向圆心，始终与线 速度方向垂直，是时刻变化的。 ③向心力的作用：只改变线速度的方向，不改变线 速度的大小。 2、匀速圆周运动所需的向心力大小为： 2 mv 2 4 F向 ma向 mr 2 m 2 r mv r T 3、匀速圆周运动的向心力大小是不变的，(但方向时 刻变化，始终指向圆心，向心力是变力而非恒力)。
gk012.2008年高考理综宁夏卷30 (1) 30 、⑴（ 5 分）［物理 —— 选修 2 － 2 ］图示为某一 皮带传动装置．主动轮的半径为 r1，从动轮的半径 为 r2 ．已知主动轮做顺时针转动，转速为 n ，转动 过 程 中 皮 带 不 打 滑 ． 下 列 说 法 正 确 的 是 B C ．( 填入选项前的字母,有填错的不得分 ) A．从动轮做顺时针转动 M r1 r2 N

不打滑皮带上及轮边缘上各点的线速度相同
共轴转动的轮上各点的角速度相同
1．如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )A．a、b和c三点的线速度大小相等B．a、b和c三点的角速度相等C．a、b的角速度比c的大D．c的线速度比a、b的大
（3）转速：一定时间内物体运动的圈数，符号n.单位:转每秒 (r/s) 转每分 (r/min)
（1）周期:做圆周运动的物体运动一周的时间,符号T.单位:秒(s)
（2）频率:一秒内质点完成周期性运动的次数,符号f.单位:赫兹(Hz)
T大运动得慢，T小运动得快
频率越高表明物体运动得越快！
转速n越大表明物体运动得越快！
（5） 线速度是矢量，方向为圆周上任意点的切线方向。
s是弧长并非位移
1、线速度
（1）物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。
（2）定义：质点所在的半径转过圆心角φ和所用时间t的比值叫做角速度。
（3）大小：
（4）单位：rad/s
φ采用弧度制
2、角速度
描述圆周运动快慢的物理量
（5）角速度是矢量，匀速圆周运动是角速度不变的运动。
课堂练习
B
2．如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3。若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为 ( )
课堂练习
A
3.(多选)如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n1，转动过程中皮带不打滑。则下列说法正确的是( )A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为 D.从动轮的转速为
四、常见传动装置及其特点

r
⑵ 方向： 沿半径指向圆心。是变力。
⑶ 特点： F ⊥ V , 方向不断变化。
⑷ 来源： 重力、弹力、摩擦力或几个力 的合力。
(5)效果：只改变速度的方向，不改变速度 的大小
练一练
第二节 向心力
1、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确 的是：（ B ） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力 B、向心力不改变速度的大小 C、做匀速圆周运动的物体所受向心力是不变的 D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力 以外的一种新的力
第二章 圆周运动
梁敏
第二章 圆周运动
• 第一节 匀速圆周运动 • 第二节 向心力 • 第三节 离心现象
第一节 圆周运动
物体的运动轨迹是 圆周的运动叫圆周运 动，这样的运动是很 常见的，同学们能举 几个例子吗？
第一节 圆周运动 一、匀速圆周运动
质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的 圆弧长度相同——这种运动就叫匀速圆周运动。
（2） r,一定时， F m
（3） m，r一定时， F
2
即： F kmω2r
当F、m、v（ω ）、r的单时位都用国际单位制时，k＝１
向心力的大小：
F = mrω2
角速度一定时,向心力与半径成正比
F = mv2/r
线速度一定时,向心力与半径成反比
向心力：
⑴
大小：
F=mrω2 或
v2 F m
推导: 向心加速度的大小与方向
向心力公式:
F向
=
F合=
mrω2
m v2 r
根据牛顿第二定律: F合= m a
a 2r
或
v2 a
r
想一想 a与r究竟是
成正比呢，

二、向心加速度
1．向心加速度：在向心力作用下物体产生的加速度叫 做向心加速度． 2．向心加速度的方向：总是沿半径指向圆心，每时每 刻在不断地变化．
3．向心加速度大小：
a = rω
2 或
v a= r
2
一、离心运动
1．离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受 的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需 的向心力的情况下，物体所做的逐渐远离圆心 的运动叫做离心运动 离心运动． 离心运动
（1）离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现 象． （2）离心现象的本质是物体惯性的表现
（3）离心的条件：做匀速圆周运动的物体合外力消 失或不足以提供所需的向心力．
典型例题 1、 例1一根长 的细绳，一端拴一质 量 的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一 端做圆周运动，求： （1）小球通过最高点时的最小速度？ （2）若小球以速度 通过周围最高点 时，绳对小球的拉力多大？若此时绳突然断了，小球 将如何运动．
公式表示为：
s v= t
2．转动快慢的描述——角速度ω
在匀速圆周运动中，物体与圆心的连线转过的角度 ω 跟所用的时间t之比叫做匀速圆周运动的角速度．
公式表示为：
ω=
ϕ
t
A
ϕ
B
3．匀和角速度的关系:
s ϕ 因为： v = s =ϕ ⋅ r ω = t t
所以：
v =ω ⋅ r
圆周运动
知识体系
圆 周 运 动
一、匀速圆周运动
1．定义：． ． 2．匀速圆周运动是一种变加速曲线运动 （1）匀速圆周运动不是匀速运动 （2）匀速圆周运动不是匀变速运动．
1．运动快慢的描述——线速度 v ．运动快慢的描述 线速度
在匀速圆周运动中，物体通过的弧长s跟所用时间t 之比叫做匀速圆周运动的线速度.