内容正文:
第六章 圆周运动
1 圆周运动
物理
[定位·学习目标]
1.认识圆周运动、匀速圆周运动的特点,了解描述圆周运动快慢的基本思路,了解转速和周期的意义。
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,掌握线速度和角速度的关系。
4.能在具体的情境中确定线速度和角速度。
物理
探究·必备知识
突破·关键能力
提升·核心素养
检测·学习效果
物理
探究·必备知识
知识点一 线速度
探究新知
1.圆周运动:运动轨迹为 或一段 的机械运动。
2.线速度
(1)定义:物体运动的 与时间Δt之比。
(2)定义式:v= 。
(3)方向:物体做圆周运动时该点的 方向。
(4)物理意义:表示物体在该点附近运动的 。
3.匀速圆周运动:线速度的 处处相等的圆周运动。因线速度的方向是在时刻变化的,故匀速圆周运动是一种 运动,这里的“匀速”是指 不变。
圆周
圆弧
弧长Δs
切线
快慢
大小
变速
速率
物理
知识点二 角速度
探究新知
1.物理意义:描述做圆周运动的物体绕圆心 的快慢。
2.定义:半径转过的 与所用时间Δt之比。
转动
4.单位:在国际单位制中,角速度的单位是 ,符号: 。
5.匀速圆周运动角速度的特点:角速度 。
角Δθ
弧度每秒
rad/s
不变
物理
知识点三 周期
探究新知
1.周期
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,运动 所用的时间。
(2)符号:用T表示。
(3)单位:国际单位制中,周期的单位是 ,符号: 。
2.转速
(1)物理意义:描述物体做圆周运动的 。
(2)定义:物体转动的 与所用时间之比。
(3)符号:用n表示。
(4)单位:转每秒(r/s),或转每分(r/min),运算时往往要把它们换算成弧度每秒。
一周
秒
s
快慢
圈数
物理
想想议议
如图,月球绕地球运动,地球绕太阳运动,这两个运动都可看成是圆周运动,怎样比较这两个圆周运动的快慢?请看下面地球和月球的“对话”。
地球说:你怎么走得这么慢?我绕太阳运动1 s要走29.79 km,你绕我运动1 s才走1.02 km。
月球说:不能这样说吧!你一年才绕太阳转一圈,我27.3天就能绕你转一圈,到底谁转得慢?
请问:地球说得对,还是月球说得对?
答案:地球和月球说的均是片面的,它们选择描述圆周运动快慢的标准不同。严格来说,地球绕太阳运动的线速度比月球绕地球运动的线速度大,而月球绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角速度大。
物理
知识点四 线速度与角速度的关系
探究新知
ωr
2.在圆周运动中,线速度的大小等于角速度的大小与半径的 。
乘积
物理
想想议议
拍苍蝇与物理有关。市场上出售的苍蝇拍把长约30 cm,拍头长12 cm、
宽10 cm,这种拍的使用效果往往不好,拍未到,蝇已飞。有人将拍把增长到60 cm,结果是打一个准一个,你能解释其原因吗?
答案: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,可认为不变。由v=ωr知,当增大转动半径(即拍把长)时,如由30 cm增大到60 cm,则拍头速度增大为原来的2倍,此时苍蝇拍的使用
效果较好。
物理
突破·关键能力
要点一 描述圆周运动的物理量及其关系
情境探究
如图所示,A、B为自行车车轮辐条上的两点,当它们随轮一起转动时:
探究:(1)A、B两点的速度各沿什么方向?
答案:(1)A、B两点的速度方向均沿各自圆周在该点的切线方向。
(2)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等,B做匀速运动吗?
答案:(2)B运动的方向时刻变化着,故B做变速运动。
(3)A、B两点哪个运动得快?哪个转动得快?
答案:(3)B运动得快。A、B转动得同样快。
物理
要点归纳
1.匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、频率、转速的比较
物理
2.描述圆周运动的各物理量的关系
物理
典例研习
[例1] 如图所示,由于地球自转,地球上的一切物体都随地球一起转动。
现有A、B两人,A在赤道上,B在北纬60°处,A、B两人的角速度、线速度分别是多少?(地球半径R=6 400 km)
[解题素养] 要确定物体的角速度和线速度的大小,首先应确定物体做匀速圆周运动的圆心、半径、运动的平面及轨迹,然后找到各物理量之间的相互关系。
物理
答案:ωA=ωB=7.3×10-5 rad/s vA=467.2 m/s vB=233.6 m/s
物理
规律方法
描述圆周运动的各物理量之间关系的分析技巧
物理
[即时训练1](多选