第6章 1 圆周运动-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【名师导航】同步Word教参(人教版)

1．圆周运动 学习目标：1.[物理观念]通过研究，认识匀速圆周运动，知道它是变速运动。　2.[科学思维]理解线速度、角速度、周期、转速的概念，会对它们进行定量计算。　3.[科学思维]掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系，并会解决有关问题。　4.[科学思维]掌握处理传动问题的基本方法。 阅读本节教材，回答第23页“问题”并梳理必要知识点。 教材第23页“问题”提示：(1)大、小齿轮用链条连接，边缘上的点速度大小相等，故运动的一样快；(2)离转轴越远运动的越快。(3)比两点运动快慢，可以从以下三个角度分析：①比较两点单位时间内通过的弧长；②比较两点与圆心的连线在单位时间内扫过的圆心角；③比较两点运动一周所需时间的长短。 一、圆周运动及线速度 1．圆周运动的概念 运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动，称为圆周运动。圆周运动为曲线运动，故一定是变速运动。 2．线速度 (1)定义：做圆周运动的物体，通过的弧长与所用时间的比值叫作线速度的大小。用v表示。 (2)表达式：v＝，单位为米/秒，符号是m/s。 (3)方向：线速度是矢量，物体经过圆周上某点时的线速度方向就是圆周上该点的切线方向。 (4)物理意义：线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量，当Δt很小时，其物理意义与瞬时速度相同。 (5)匀速圆周运动：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。 [注意]　匀速圆周运动是线速度大小不变的曲线运动，它的线速度方向时刻在变化，因而匀速圆周运动不是匀速运动，严格地说，应该将其称为匀速率圆周运动。 二、角速度 1．定义：如图所示，物体在Δt时间内由A运动到B。半径OA在这段时间内转过的角Δθ与所用时间Δt之比叫作角速度，用符号ω表示。 2．表达式：ω＝。 3．国际单位：弧度每秒，符号rad/s。 在国际单位制中角的度量单位为“弧度”，在利用公式ω＝计算角速度时，Δθ的单位是“弧度”。360°＝2π弧度。 4．物理意义：角速度是描述物体绕圆心转动快慢的物理量。 5．匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 三、周期 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，单位为秒(s)。 2．转速：物体转动的圈数与所用时间之比，叫作转速。通常用符号n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。 3．物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。 四、线速度与角速度的关系 1．两者关系：在圆周运动中，线速度大小等于角速度的大小与半径的乘积。 2．表达式：v＝ωr。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)做圆周运动的物体，其线速度的方向是不断变化的。 (√) (2)线速度越大，角速度一定越大。 (×) (3)转速越大，周期一定越大。 (×) (4)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。 (√) 2．(多选)做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不变的是(　　) A．速度　　　B．速率　　　C．周期　　　D．转速 BCD　[速度是矢量，匀速圆周运动的速度方向不断改变；速率、周期、转速都是标量，B、C、D正确。] 3．关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是(　　) A．线速度大的角速度一定大 B．线速度大的周期一定小 C．角速度大的半径一定小 D．角速度大的周期一定小 D　[由v＝ωr知，ω＝，角速度与线速度、半径两个因素有关，线速度大的角速度不一定大，A错误；同样，r＝，半径与线速度、角速度两个因素有关，角速度大的半径不一定小，C错误；由T＝知，周期与半径、线速度两个因素有关，线速度大的周期不一定小，B错误；而由T＝可知，ω越大，T越小，D正确。] 描述圆周运动的物理量 如图所示是一个玩具陀螺，a、b、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： (1)陀螺绕垂直于地面的轴线稳定旋转时，a、b、c三点角速度和周期各有什么关系？ (2)a、b、c三点做圆周运动的线速度有什么关系？ 提示：(1)ωa＝ωb＝ωc，Ta＝Tb＝Tc。 (2)va＝vc>vb。 1．描述圆周运动的各物理量之间的关系 2．描述圆周运动的各物理量之间关系的分析技巧 (1)角速度、周期、转速之间关系的分析：物体做匀速圆周运动时，由ω＝＝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分析：由v＝ω·r知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝；ω一定时，v∝r。 [特别提示]　在讨论v、ω、r三者的关系时，应采用控制变量法，先保持其中一个量不变，再讨论另外两个量之间的关系。ω、T和n三个物理量可相互换算，只要其中一个量确定，其余两个量也就确定了。 【例1】　某品牌电动自行车的铭牌如下： 车型