第6课 圆周运动-【帮课堂】2021-2022学年高一物理同步精品讲义（沪科版2020必修二）

第6课 圆周运动 1、理解匀速圆周运动的特点，掌握描述匀速圆周运动快慢的几个物理量：线速度、角速度、周期、转速的定义，理解它们的物理意义并能灵活的运用它们解决问题 2、理解并掌握描写圆周运动的各个物理量之间的关系。 3、理解匀速圆周运动的周期性的确切含义 知识点01 匀速圆周运动 1、定义：物体做圆周运动时，如果在任意相等时间内通过的弧长总是相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。 （1）注意匀速圆周运动和转动的区别，研究转动的物体时，不能看成质点，和圆周运动不同； （2）匀速圆周运动是变速曲线运动，速度的大小不变，方向时刻在变，是变速曲线运动； （3）做匀速圆周运动的物体在相等时间内通过的弧长相等，路程相等，转过的角度相等，但位移不相等。 【典例1】 物体做匀速圆周运动时，以下说法正确的是（　　） A．物体必须受到恒力作用 B．物体所受合力必须等于零 C．物体必须提供大小变化的向心力作用 D．物体必须提供大小不变的向心力作用 【解答】解：做匀速圆周运动的物体所受合外力提供向心力，合力的大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，所以合力是变力，且一定不为零，故ABC错误，D正确。 故选：D。 【典例2】 匀速圆周运动是一种（　　） A．匀速运动 B．变速运动 C．匀加速曲线运动 D．角速度变化的运动 【解答】解：AB、匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，速度是变化的，是变速运动，故A错误，B正确； C、匀速圆周运动加速度始终指向圆心，方向时刻在变化，加速度是变化的，故是变加速曲线运动，故C错误； D、匀速圆周运动的角速度是不变的，故D错误。 故选：B。 【即学即练1】 做匀速圆周运动的质点处于（　　） A．平衡状态 B．速度不变的状态 C．匀变速运动的状态 D．变加速运动的状态 【解答】解：做匀速圆周运动的质点，合外力提供向心力，向心力大小不变，方向始终指向圆心，故合外力的大小不变，方向时刻改变，故做匀速圆周运动的质点处于变加速运动状态，故D正确。 故选：D。 知识点02 描述圆周运动的物理量 = 1 \* GB2 ⑴ 线速度：圆周运动的快慢可以用物体通过的弧长与所用时间的比值来度量。 如图，物体沿圆弧由M向N运动，某时刻t经过A点。为了描述物体经过A点附近时运动的快慢，可以从此时刻开始取一段很短的时间Δt，通过的弧长为Δs。则A点线速度为 。 当 时，弧AB与线段AB几乎没有差别，此时的弧长Δs就是物体的位移Δl。此时的线速度即为A点的瞬时速度，其方向与半径OA垂直，即匀速圆周运动任意位置的速度方向就是该位置圆周的切线方向。 ⑵ 匀速圆周运动：物体沿着圆周运动的速度大小不变，方向不断变化，因此，匀速圆周运动是变速运动，这里的“匀速”指的是速率不变，及速度大小不变。 ⑶ 角速度：圆周运动的快慢还可以用它与圆心连线扫过角度的快慢来描述。 做圆周运动的物体，在很短的时间Δt内转过的角为Δ，则角速度为。 在国际单位制中，角度的单位是弧度（rad），角速度的单位为 弧度/秒（rad/s）。 ⑷ 周期：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。 周期用T表示，单位是秒（s）。 ⑸ 频率：周期的倒数（即每秒转过的周数）叫做频率，用符号f表示。 f＝1／T。单位是：赫兹(Hz)。频率高说明物体运动得快，频率低说明物体运动得慢。 ⑹转速：转速是指做圆周运动的物体沿圆周运动的圈数与所用时间的比。 技术中常用转速来描述转动物体做圆周运动的快慢。 转速用n表示，单位是转/秒（r/s），或转/分（r/min）。 周期越小，转速越快。 几个物理量之间的关系： 一个做匀速圆周运动的物体，设半径为r，则其做匀速圆周运动的周期T与角速度、线速度v之间的关系为： 所以v=r 除此还有 【典例1】 在赤道的物体A和在上海的物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图所示，它们的线速度分别为vA、vB，周期分别为TA、TB，则（　　） A．vA＝vB，TA＝TB B．vA＞vB，TA＝TB C．vA＝vB，TA＞TB D．vA＞vB，TA＞TB 【解答】解：A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，故周期相同，即TA＝TB。 由线速度与周期的关系公式v＝可知，赤道上A点的转动半径较大，故A的线速度较大，即vA＞vB，故B正确，ACD错误。 故选：B。 【典例2】 在如图所示的传动装置中，内轮a和外轮b的转轴分别过各自圆心O、Oʹ且垂直纸面。轮a通过摩擦带动轮b做无相对滑动的转动，则两轮（　　） A．转动方向相同，周期相等 B．转动方向相反，周期相等 C．转动方向相同，周期不等 D．转动方向相反，周期不等 【解答】解：两个圆盘转动属于“齿轮传动”模型，两个圆盘的都是逆时针转动，根据v＝，圆盘