第2章 第1节 圆周运动（Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（教科版2019）

　 第1节　圆周运动 素养核心导学 物理观念 (1)认识圆周运动、匀速圆周运动的特点。 (2)理解线速度的物理意义，知道匀速圆周运动中线速度的方向。 (3)理解角速度的物理意义。 (4)了解转速和周期的意义。 科学思维 (1)掌握线速度和角速度的关系。 (2)能在具体的情境中确定线速度和角速度。 (3)理解线速度、角速度、周期、转速等各量的相互关系。 科学态度与责任 会用描述匀速圆周运动的物理量分析有关问题；有主动将所学知识应用于日常生活的意识，能在合作中坚持自己的观点，也能尊重他人。 一、形形色色的圆周运动　描述匀速圆周运动的物理量 1．圆周运动 (1)定义：物体的运动轨迹是圆的运动。 (2)匀速圆周运动：质点沿圆周运动，在任意相等时间内通过的圆弧长度都相等。 2．线速度 (1)定义：物体做圆周运动通过的弧长与通过这段弧长所用时间的比。 (2)表达式：v＝。 (3)意义：描述做圆周运动的物体运动的快慢。 (4)方向：线速度是矢量，方向与圆弧相切，与半径垂直。 (5)性质：线速度的方向不断变化，因此匀速圆周运动是一种变速运动。 3．角速度 (1)定义：对于做匀速圆周运动的质点，连接质点和圆心的半径转过的角度与转过这一角度所用时间的比。 (2)表达式：ω＝。 (3)意义：描述物体绕圆心转动的快慢。 (4)单位： ①角的单位：国际单位制中，弧长与半径的比表示角的大小，其单位称为弧度，符号：rad。 ②角速度的单位：弧度每秒，符号是rad/s。 4．周期 (1)定义：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间。 (2)意义：周期是描述匀速圆周运动转动快慢的物理量。 (1)匀速圆周运动中的“匀速”指的是线速度大小(速率)不变。 (2)线速度中的“线”主要强调其适用于描述圆周运动且区别于角速度。　　 二、线速度、角速度和周期之间的关系 1．线速度和周期：v＝。 2．角速度和周期：ω＝。 3．线速度和角速度：v＝rω。,1.如图是日常生活中常见到的圆周运动实例，请对以下结论作出判断： (1)游乐场的摩天轮转动的线速度不变。(×) (2)吊扇正常工作时各扇叶的角速度相等。(√) (3)吊扇正常工作时扇叶上各点的线速度大小相等。(×) (4)吊扇正常工作时扇叶上各点的周期相等。(√) 2．如图所示，市场出售的苍蝇拍，拍把长约30 cm，拍头是长为12 cm、宽为10 cm的长方形。这种拍的使用效果往往不好，当拍头打向苍蝇时，尚未打到，苍蝇就飞走了。有人将拍把增长到60 cm，结果是打一个准一个。 请对以上现象作出解释。 提示：因为苍蝇的反应很灵敏，只有拍头的速度足够大时才能击中，而人转动手腕的角速度是有限的，由v＝ωr知，当转动手腕的角速度不变，增大转动半径(即拍把长)时，如由30 cm增长到60 cm，则拍头的速度增大为原来的2倍，此时苍蝇就难以逃生了。 3．跷跷板的支点位于板的中点，两个小朋友坐在两 端。在跷跷板运动的某一时刻，两个小朋友的线速度的大小关系及角速度的大小关系如何？ 提示：两个小朋友线速度的大小和角速度的大小都相等。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 新知学习(一) [任务驱动] 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，如图所示，若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转，那么篮球上不同位置的各点做圆周运动的角速度相同吗？线速度相同吗？ 提示：篮球上各点做圆周运动的角速度是相同的。篮球上不同位置的各点转动时的半径可能不同，由v＝ωr可知不同位置的各点的线速度大小可能不同，方向也可能不同。　　　　 [重点释解] 1．描述圆周运动的各物理量之间的关系 2．v、ω及r间的关系 由v＝ωr知，当v、ω、r中有一个不变时，其他两个物理量间的变化关系： (1)当r一定时，v ∝ω，如图(a)所示。 (2)当ω一定时，v ∝r，如图(b)所示。 (3)当v一定时，ω∝，如图(c)或(d)所示。 [针对训练] 1.(2022·浙江7月学考)如图所示是浙江沿海的风力发电机，A、B是同一台发电机叶片上的两点。发电机工作时A、B两点的角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则(　　) A．ωA＞ωB B．ωA＜ωB C．vA＞vB D．vA＜vB 解析：选C　A、B两点的角速度相同，A点的半径大于B点的半径，根据v＝ωr可得，A点的线速度大于B点的线速度，选项A、B、D错误，选项C正确。 2．(2022·辽宁大连学考检测)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2 s，下列说法中不正确的是(　　) A．角速度为0.5 rad/s B．转速为0.5 r/s C．运动轨迹的半径约为1.27 m D．频率为0.5 Hz 解析：选A　由题意知v＝4 m/s，T＝2 s，根据角速度与周期