内容正文:
第六章 圆周运动
第1节 圆周运动
核心素养导学
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。
续表
圆周
圆弧
弧长Δs
切线
快慢
大小
变速
角度Δθ
弧度每秒
rad/s
转动
不变
三、周期
周期 转速 频率
定义 做匀速圆周运动的物体,运动______所用的时间 做匀速圆周运动的物体转动的_____与所用时间之比 做匀速圆周运动的物体每秒转过的圈数
符号 T n f
常用单位 秒(s) 转每秒(r/s)、转每分(r/min) 赫兹(Hz)
一周
圈数
ωr
乘积
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.闹钟与手表为什么会有如下的快慢之争?提出你的看法,与同学讨论交流。
提示:“闹钟”和“手表”是从不同角度分析圆周运动的快慢,闹钟的说法指的是秒针针尖的线速度,手表的说法则指的是秒针针尖转动的角速度。
新知学习(一)| 描述圆周运动的物理量及其关系
[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
[针对训练]
1.(2021·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: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,A、B、D错误,C正确。
答案:C
2. (2022·江苏南京质检)甲、乙两位同学每天坚持晨跑,甲沿着半径
为2R的圆周跑道匀速率跑步,乙沿着半径为R的圆周跑道匀速率
跑步,在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度
和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2,则 ( )
A.ω1>ω2,v1<v2 B.ω1<ω2,v1>v2
C.ω1=ω2,v1<v2 D.ω1=ω2,v1>v2
答案:D
3.(2022·江苏镇江检测)“南昌之星”摩天轮的转盘直径为153米,转一圈的时间大约是30分钟。乘客乘坐观光时,其线速度大约为 ( )
A.5.0 m/s B.1.0 m/s
C.0.50 m/s D.0.27 m/s
答案:D
新知学习(二)|传动装置问题
[典例体验]
[典例] (2022·江苏南通质检)如图所示,A、B两轮通过皮带传动,A、C两轮通过摩擦传动,半径RA=2RB=3RC,各接触面均不打滑,则A、B、C三轮边缘上的各点的线速度和角速度之比分别为 ( )
A.vA∶vB∶vC=1∶2∶3,ωA∶ωB∶ωC=3∶2∶1
B.vA∶vB∶vC=1∶1∶1,ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶3
C.vA∶vB∶vC=1∶1∶1,ωA∶ωB∶ωC=3∶2∶1
D.vA∶vB∶vC=3∶2∶1,ωA∶ωB∶ωC=1∶1∶1
[解析] A、B两轮通过皮带传动,A、C两轮通过摩擦传动,线速度均相同,故vA∶vB∶vC=1∶1∶1,根据v=ωr可知ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶3,故A、C、D错误,B正确。
[答案] B
[系统归纳]
三类传动装置对比
续表
[针对训练]
1.如图所示是中国古代玩具饮水鸟的示意图,它的神奇之处是,在鸟的面前放上一杯水,鸟就会俯下身去,把嘴浸到水里,“喝”了一口水后,鸟将绕着O点不停摆动,一会儿它又会俯下身去,再“喝”一口水。P、Q是饮水鸟上两点,且rPO>rQO,则在摆动