5.4圆周运动 讲义 -2023-2024学年高一下学期物理人教版必修2

课题：圆周运动 知识点一：圆周运动的性质 1．圆周运动 定义：物体运动轨迹是圆的运动叫圆周运动． 特点：圆周运动的特点是动点到定点的距离保持不变． 举例：在圆周运动中，最简单的一种是速率不变的匀速圆周运动． 2．匀速圆周运动：如果质点沿圆周运动，且在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动叫匀速圆周运动． 知识点二：描述圆周运动的物理量 1．线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量． 公式： 单位：m/s 2．角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量． 公式： 单位：rad/s 3．周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量． 公式： 单位：s 公式： 单位：Hz [要点诠释] 1．描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速等，现比较如下表： 物理量 定义、意义 公式、单位[m] 线速度 ①描述圆周运动的物体运动快慢的物理量（v） ②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切 ① ②单位：m/s [来源:学_角速度网Z_X_X_K] ①描述物体绕圆心转动快慢的物理量（ω） ②中学不研究其方向 ① ②单位：rad/s 周期和转速 ①周期是物体沿圆周运动一周的时间（T） ②转速是物体单位时间转过的圈数（n），也叫频率（f） ① 单位：s ②n的单位：r/s、r/min，f的单位：Hz 典例强化 例1．关于物体做匀速圆周运动的正确说法是（　　） A．速度大小和方向都改变 B．速度的大小和方向都不变 C．速度的大小改变，方向不变 D．速度的大小不变，方向改变 例2．时针、分针和秒针转动时，下列正确说法是（　　） A．秒针的角速度是分针的60倍 B．分针的角速度是时针的60倍 C．秒针的角速度是时针的360倍 D．秒针的角速度是时针的86400倍 举一反三 1．一物体在水平面内沿半径 R=20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度V=0．2m/s，那么，它的向心加速度为______m/S2，它的角速度为_______ rad/s，它的周期为______s． 知识点二：线速度、角速度和周期之间的关系 1．圆周运动各物理量间的关系 ( 线速度 ) ( 角速度 ) ( 各物理量间的关系 ) ( 周期T ) ( 转速n 频率 ) [要点诠释] 1．对公式v＝ωr的理解 当r一定时，v与ω成正比． 当ω一定时，v与r成正比． 当v一定时，ω与r成反比． 2．传动装置 （1）高中阶段所接触的传动主要有：①皮带传动（线速度大小相等）；②同轴传动（角速度相等）；③齿轮传动（线速度大小相等）；④摩擦传动（线速度大小相等）． （2）传动装置的特点：（1）同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；（2）皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带（或齿轮）传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等． 典例强化 例1．关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下列说法正确的是（ ） A．线速度大的角速度一定大 B．线速度大的周期一定小 C．角速度大的半径一定小 D．角速度大的周期一定小 举一反三 1．如图1所示为皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径是2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中皮带不打滑，则（　　） A．a点和b点的线速度大小相等 B．a点和b点的角速度大小相等 C．a点和c点的线速度大小相等 ( 图1 )D．a点和d点的向心加速度大小相等 随堂基础巩固 1．关于角速度和线速度，下列说法正确的是 [ ] A．半径一定，角速度与线速度成反比 B．半径一定，角速度与线速度成正比 C．线速度一定，角速度与半径成正比 D．角速度一定，线速度与半径成反比[来源:学科网ZXXK] 2．下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是 [ ] A．它们线速度相等，角速度一定相等 B．它们角速度相等，线速度一定也相等 C．它们周期相等，角速度一定也相等 D．它们周期相等，线速度一定也相等 3． ( 图 2 )从高处斜向下抛出的物体在各个时刻的速度、加速度方向如图3所示，其中正确的是（　　）． A．图（a） B．图（b）