第3章 第1节 匀速圆周运动快慢的描述（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）

第1节　匀速圆周运动快慢的描述 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 知道什么是匀速圆周运动，会用线速度、角速度、周期描述圆周运动． 1.知道同轴传动如皮带传动模型 2．进一步应用控制变量法分析问题 3．运用极限思维法理解线速度的瞬时性． 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；能体会物理学技术应用对日常生活的影响． [对应学生用书P65] 知识点一 线速度 1.匀速圆周运动❶：在任意相等时间内通过的弧长❷都相等的圆周运动． 2．线速度 (1)定义：做匀速圆周运动的物体上某点通过的弧长s与所用时间t之比称为匀速圆周运动的线速度❸． (2)定义式：v＝. (3)标矢性：线速度是矢量，其方向总是沿圆周的切线方向❹． 1．线速度是位移与发生这段位移所用时间的比值．(×) 2．做匀速圆周运动的物体，其线速度不变．(×) 3．做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同．(×) 知识点二 角速度❺ 1.定义：半径转过的角度φ与所用时间t之比称为匀速圆周运动的角速度❻． 2．定义式：ω＝❼． 3．单位：弧度每秒，符号是rad/s或rad·s－1. 1．做匀速圆周运动的物体，其角速度大小不变．(√) 2．物体转过的角度越大，则角速度越大．(×) 知识点三 周期、频率和转速 1.周期❽：周期性运动每重复一次所需要的时间，用T表示，在国际单位制中单位为秒(s). 2．频率❾：在一段时间内，运动重复的次数与这段时间之比，用f表示，在国际单位制中单位为赫兹(Hz). 3．转速：物体一段时间内转过的圈数与这段时间之比，常用n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min). 1．匀速圆周运动的周期相同．(√) 2．匀速圆周运动的转速相同．(√) 3．做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越多，那么就表示运动得越快．(×) 知识点四 线速度、角速度和周期的关系 1.线速度和周期的关系式：v＝． 2．角速度和周期的关系式：ω＝． 3．线速度和角速度的关系：在匀速圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积，关系式为v＝ω·r． 1．做匀速圆周运动的物体，周期越长，角速度越小．(√) 2．匀速圆周运动的物体周期越长，转动越快．(×) 3．做匀速圆周运动的物体在角速度不变的情况下，线速度与半径成正比．(√) 4．物体转动的越快，则角速度越大．(√) 批注❶：质点轨迹是圆或圆弧的一部分圆周的运动叫圆周运动． 批注❷：做匀速圆周运动的物体相同的时间内发生的位移并不相同． 批注❸：线速度是描述质点沿圆周运动快慢的物理量． 批注❹：质点做匀速圆周运动时，线速度的大小不变，方向时刻在变化．匀速圆周运动中的“匀速”指的是速率不变，故匀速圆周运动是变速曲线运动；而匀速直线运动中的“匀速”指的是速度不变，即大小、方向都不变，故二者并不相同． 批注❺：匀速圆周运动是角速度不变的运动． 批注❻：角速度是描述质点沿圆周转动快慢的物理量． 批注❼：ω＝，其中φ采用弧度制． 角度和弧度的转化： 360°＝2π…90°＝ 批注❽：匀速圆周运动是周期不变的运动． 批注❾：频率越高表明物体运转得越快． 批注：转速越大表明物体运动得越快． 批注：(1)角速度ω、线速度v、半径r之间的关系是瞬时对应关系． (2)公式v＝ωr适用于所有的圆周运动． (3)v、ω、r三个量中，只有先确定其中一个量不变，才能进一步明确另外两个量是正比还是反比关系． [对应学生用书P67] 探究点一　描述圆周运动的各物理量的关系　(运动观念之形成) ►情境探究 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，那么篮球上不同高度的各点的角速度相同吗？线速度相同吗？ 提示：篮球上各点的角速度是相同的．但由于不同高度的各点转动时的圆心、半径不同，由v＝ωr可知不同高度的各点的线速度不同． ►探究归纳 1．描述圆周运动的各物理量间的关系 2．描述匀速圆周运动的物理量之间关系的理解 (1)角速度、周期、转速之间关系的理解：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)线速度与角速度关系的理解：由v＝ωr知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝；ω一定时，v∝r. (3)各量间的关系用图像表示 ►对点例练 (2021·湖北高一期末)走时准确的机械表，分针与时针自转轴到针尖的长度之比是4∶3，则分针针尖与时针针尖的线速度之比是(　　) A．12∶1　　　　　　　　 B．16∶1　　 C．18∶1 D．4∶3 B　解析：在一个小时的时间内，分针转过的角度为360°，而时针转过的角度为30°，所以角速度之