第3章 第1节 匀速圆周运动快慢的描述（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（鲁科版2019）

　第3章　圆周运动 第1节 匀速圆周运动快慢的描述(强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动。 学考 层级 1.了解描述圆周运动的线速度、角速度等物理量，解决简单的实际问题。 2.能够将实际情境中的圆周运动转化为圆周运动模型进行分析、解决问题。 3.能够根据实际情况提出可探究的问题，设计方案验证规律，得出关系。 选考 层级 1.理解圆周运动的线速度、角速度等物理量的关系，综合应用规律解决问题。 2.借助圆周运动的规律对综合性物理问题进行分析和推理。 3.有学习和研究圆周运动规律的内在动机，在实际问题中坚持实事求是的态度。 逐点清(一)　描述圆周运动的物理量及其关系 [多维度理解] 1．匀速圆周运动：在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动。 2．线速度 (1)定义：做匀速圆周运动的物体通过的弧长s与所用时间t之比。 (2)大小：v＝，国际单位为m/s。 (3)方向：圆周运动线速度的方向总是沿圆周的切线方向，与半径方向垂直。 (4)物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 3．角速度 (1)定义：做匀速圆周运动的物体，连接物体和圆心的半径转过的和所用时间t之比。 (2)公式：ω＝，国际单位是弧度每秒，符号rad/s。 (3)物理意义：描述质点绕圆心转动快慢的物理量。 4．周期、频率和转速 (1)周期：周期性运动每重复一次所需要的时间，用符号T表示，国际单位是s。 (2)频率：在一段时间内，运动重复的次数与这段时间之比，f＝，单位是Hz。 (3)转速：物体一段时间内转过的圈数与这段时间之比，常用符号n表示，单位r/min或r/s。 5．线速度、角速度和周期的关系 (1)线速度和角速度关系：v＝rω。 (2)线速度和周期的关系：v＝。 (3)角速度和周期的关系：ω＝。 1．描述圆周运动的各物理量间的关系 2．v、ω及r间的关系 (1)由v＝rω知，r一定时，v∝ω；ω一定时，v∝r。v与ω、r间的关系如图甲、乙所示。 (2)由ω＝知，v一定时，ω∝，ω与、r间的关系如图丙、丁所示。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)做圆周运动的物体，其速度一定是变化的。(√) (2)物体做匀速圆周运动时，则该物体的角速度是不变的。(√) (3)圆周运动线速度公式v＝中的Δs表示位移。(×) (4)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。(√) (5)角速度大时，线速度一定大。(×) 2．质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是(　 ) A．线速度越大，周期一定越小 B．角速度越大，周期一定越小 C．转速越小，周期一定越小 D．圆周半径越小，周期一定越小 解析：选B　匀速圆周运动的周期T＝，可知线速度大，周期不一定小，周期的大小还与半径有关，A错误；周期T＝，可知角速度越大，周期越小，B正确；转速n越小，质点做匀速圆周运动的频率f越小，由T＝可知周期越大，C错误；由周期T＝，可知半径小，周期不一定小，周期的大小还与线速度有关，D错误。 3．一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，根据角速度与周期的关系可知ω＝＝π rad/s≈3.14 rad/s，故A项错误；由线速度与角速度的关系v＝ωr得r＝＝ m≈1.27 m，故C项正确；由v＝2πnr得转速n＝＝ r/s＝0.5 r/s，故B项正确；又由频率与周期的关系得f＝＝0.5 Hz，故D项正确。 逐点清(二)　三种常见的传动装置 [多维度理解] 1．同轴转动 同轴转动：各点绕同一轴转动 图示 相同量 角速度ωA＝ωB 周期TA＝TB 不同量 线速度＝ 2．皮带传动 皮带传动：两轮用皮带连接 图示 相同量 边缘点线速度的大小vA＝vB 不同量 角速度＝ 周期＝ 3．齿轮传动 齿轮传动：两齿轮啮合传动 图示 相同量 边缘点线速度的大小vA＝vB 不同量 角速度＝ 周期＝ [典例]　(2023·广东1月学考)如图所示，P、Q为固定在自行车后轮上的两个转动齿轮，与车后轮同角速度转动，通过链条与脚踏轮M连接，P轮的半径比Q轮的大。保持M以恒定角速度转动，将链条由Q轮换到P轮，则车后轮转动的(　 ) A．角速度不变 B．角速度变小 C．周期不变 D．周期变小 [解析]　根据题意可知，保持脚踏轮M以恒定角速度转动，则脚踏轮M边缘的线速度大小不变，开始时，通过链条使Q轮与脚踏轮M连接，则Q轮边缘的线速度大小等于脚踏轮M边缘的线速度大小，设脚踏轮M边缘的