第六章 第1节 圆周运动(Word教参)-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理必修第二册（人教版）

第六章　圆周运动 第1节　圆周运动 1.理解线速度、角速度、转速、周期等概念. 2.知道线速度、角速度、转速、周期之间的关系，会对它们进行定量计算. 物理观念 科学思维 知识点一　线速度 1．定义：物体做圆周运动通过的__弧长__与所用时间的比值． 2．定义式：v＝　　. 3．标矢性：线速度是__矢量__，其方向和半径__垂直__，和圆弧相切． 4．物理意义：描述质点沿圆周__运动快慢__的物理量． 5．匀速圆周运动 (1)定义：线速度的大小处处__相等__的圆周运动． (2)性质：线速度的方向是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种__变速__运动． 知识点二　角速度 1．定义：物体与圆心的连线扫过的__角度__与所用时间的比值． 2．定义式：ω＝　　. 3．单位：弧度每秒，符号是__rad/s__或rad·s－1. 4．物理意义：描述质点沿圆周__转动快慢__的物理量． 知识点三　周期 1．周期：做匀速圆周运动的物体，转过__一周__所用的时间，用T表示，国际单位制单位为秒(s)． 2．转速：单位时间内物体转过的圈数，常用n表示，单位为__转每秒(r/s)__或转每分(r/min)． 知识点四　线速度与角速度的关系 1．两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的__乘积__. 2．关系式：__v＝ωr__. 1．判断下列说法的正误． (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，周期越大，角速度越小．(　　) 答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2．如图所示为机器内部的齿轮，大、小齿轮相互啮合，当机器转动时，小齿轮和大齿轮哪个转得快？ 答案 小齿轮比大齿轮转得快，但大、小齿轮相互啮合的线速度大小相同，在相同时间内，它们通过的弧长相同，小齿轮转过的角度大，故小齿轮比大齿轮转得快． 考点一　对匀速圆周运动的理解 【例题1】 (多选)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．匀速圆周运动的速度不变 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等 D．任意相等时间内通过的路程相等 思维导引：理解匀速圆周运动的定义，要分清匀速圆周运动中的匀速表示的是大小不变，即线速度大小不变；区分位移和路程的定义． 答案　BD 解析　由线速度定义知，速度的大小不变，也就是速率不变，但速度方向时刻改变，选项B正确，A错误；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，选项D正确，C错误． 【变式1】 (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转过的位移不变 答案　AC 解析　做匀速圆周运动的物体角速度和转速是不变的，选项A、C正确；线速度是矢量，在圆规匀速转动画圆的过程中，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，选项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等，选项D错误． 考点二　描述圆周运动的物理量及其关系 【例题2】 (多选)某同学参加了糕点制作的选修课，在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径约为25 cm的蛋糕(圆盘和蛋糕中心重合)．他要在蛋糕上均匀“点”上奶油，挤奶油时手处于圆盘上方静止不动，奶油竖直下落到蛋糕表面，若不计奶油下落时间，每隔2 s“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上10个奶油．下列说法正确的是(　　) A．圆盘转动一周历时18 s B．圆盘转动一周历时20 s C．蛋糕边缘的奶油(可视为质点)线速度大小约为 m/s D．蛋糕边缘的奶油(可视为质点)线速度大小约为 m/s 思维导引：(1)挖掘每隔“2 s”点一次奶油，“点”10个奶油的含义；(2)明确线速度v＝公式中，各个字母的含义． 答案　BC 解析　每隔2 s“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上10个奶油，则圆盘转动一圈的时间T＝20 s，选项A错误，B正确；蛋糕边缘的奶油(可视为质点)线速度大小约为v＝ m/s，选项C 正确，D错误． m/s＝＝2π×＝ 求解圆周运动中各物理量间的关系时，首先必须明确线速度、角速度、周期、转速等是从不同角度描述圆周运动的物理量，通过分析题给条件，弄清问题中哪些物理量已知，然后根据v＝rω，ω＝等关系式求解． ，T＝ 【变式2】 甲、乙、丙三个物体，甲静止地放在金昌，乙静止地放在上海，丙静止地放在三亚，当它们随地球一起转动时，则(　　) A．甲的角速度最大，乙的线速度最小 B．丙的角速度最小，甲的线速度最大 C．三个物体的角速度、周期和线速度都相等 D．三个物体的角速度、周期一样，丙的线