第2章 第1节 匀速圆周运动-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(粤教版)

第一节　匀速圆周运动 学习目标：1.[物理观念]知道什么是圆周运动和匀速圆周运动。　2.[物理观念]会描述圆周运动的快慢，掌握线速度、角速度、周期的定义及它们之间的关系。　3.[科学思维]学会用比值定义法来描述物理量。会应用公式进行线速度、角速度、周期、频率、转速的计算。　4.[科学态度与责任]会分析常见的传动装置问题。 一、线速度和角速度 1．圆周运动：质点的运动轨迹是圆的运动。 2．匀速圆周运动：质点的线速度大小不随时间变化的圆周运动。 3．线速度 (1)定义：质点做匀速圆周运动时，质点通过的弧长l跟通过这段弧长所用时间t的比值。 (2)公式：v＝。 (3)矢量性：线速度是矢量，其方向在圆周该点的切线方向上。 (4)单位：国际单位制中其单位是米每秒，符号是m/s。 (5)意义：表示匀速圆周运动的快慢。 4．角速度 (1)定义：质点做匀速圆周运动时，质点所在半径转过的角度θ跟所用时间t的比值。 (2)公式：ω＝。 (3)单位：国际单位制中其单位是弧度每秒。符号是rad/s。 (4)意义：表示匀速圆周运动转动的快慢。 5．周期 (1)定义：匀速圆周运动的质点运动一周所用的时间，用符号T表示。 (2)单位：国际单位制中其单位是秒，符号s。 6．转速 (1)定义：物体转过的圈数与所用时间的比值，用符号n表示。 (2)单位：转速的单位是转每秒，符号是r/s，或者转每分，符号是r/min。 二、线速度、角速度、周期间的关系 1．线速度与周期的关系为v＝。 2．角速度与周期的关系为ω＝。 3．线速度与角速度的关系为v＝ωr。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)匀速圆周运动是变速曲线运动。 (√) (2)匀速圆周运动的线速度恒定不变。 (×) (3)匀速圆周运动的角速度恒定不变。 (√) (4)若匀速圆周运动的周期相同，则角速度大小及转速都相同。 (√) 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．关于地球上不同位置的物体随地球自转的角速度关系、线速度大小关系，下列说法正确的是(　　) A．处于同一纬度线上的海拔相同的物体线速度大小相等 B．处于同一经度线上的物体线速度大小相等 C．在赤道上的物体角速度最大 D．在两极处的物体线速度最大 A　[地球上不同位置的物体随地球自转时，共轴转动，角速度相同，处于同一纬度线上的海拔相同的物体转动半径相等，由公式v＝ωr分析知，线速度大小相等，故A正确，C错误；处于同一经度线上的物体转动半径不全相等，所以线速度不一定大小相等，故B错误；在两极处的物体转动半径最小，则线速度最小，故D错误。] 匀速圆周运动及描述的物理量 日常生活中，时钟指针的尖端、摩天轮上的座舱、电风扇工作时叶片上的点都在做圆周运动，它们的运动有何共同点？有什么不同之处？ 提示：它们的运动都是圆周运动，共同点是运动轨迹都是圆周。不同点是转动的快慢不一样。 1．匀速圆周运动的特点 (1)匀速圆周运动一定是变速运动。因为速度是矢量，只要方向改变就说明速度发生了改变，而圆周运动的速度方向是时刻改变的，所以匀速圆周运动一定是变速曲线运动。 (2)匀速圆周运动是针对某个质点而言的，它在各个时刻的速度不同，因此质点必有加速度。 2．描述圆周运动的物理量之间的关系 【例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 思路点拨：(1)匀速圆周运动是变加速曲线运动。 (2)位移、平均速度是矢量。 BD　[如图所示，由于线速度大小不变，根据线速度的定义，Δx＝v·Δt，所以相等时间内通过的路程相等，B对；但位移sAB、sBC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＝知Δt相同，Δθ＝ωΔt相同，D对。] 1．线速度描述圆周运动质点通过弧长的快慢程度，匀速圆周运动线速度大小不变，方向不断变化。 2．角速度描述质点转过角度的快慢，匀速圆周运动的角速度恒定不变。 训练角度1　匀速圆周运动的理解 1．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．线速度的方向保持不变 B．线速度的大小保持不变 C．角速度不断变化 D．线速度和角速度都保持不变 B　[做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，方向不断改变，故线速度不断变化，角速