第六章 1.圆周运动-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

1．圆周运动 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.描述匀速圆周运动的物理量 2.对匀速圆周运动的理解 1.知道圆周运动的概念 2.通过实际生活中圆周运动的例子，掌握线速度、角速度、转速和周期的概念 3.学生通过学习圆周运动的模型，理解匀速圆周运动是变速运动，且速度大小不变，方向时刻改变 4.掌握各物理量之间的关系，学会计算圆周运动的物理量 1.物理观念：理解圆周运动的线速度、角速度等物理量的关系，综合应用规律解决实际问题 2.科学思维：借助圆周运动规律对综合性物理问题进行分析和推理 3.科学探究：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 4.科学态度与责任：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 知识点一　描述圆周运动的物理量 闹钟与手表为什么会有上述快慢之争？提出你的看法，请同学进行讨论。 提示：“闹钟”和“手表”是从不同角度看圆周运动的快慢，闹钟指的是秒针针尖的线速度；手表则指的是秒针转动的角速度。 1．线速度 (1)定义：物体做圆周运动，在一段很短的时间Δt内，通过的弧长为Δs，则Δs与Δt的比值叫作线速度的大小，公式：v＝。 (2)意义：描述做圆周运动的物体运动的快慢。 (3)方向：物体做圆周运动时该点的切线方向。 (4)匀速圆周运动 ①定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动。 ②性质：匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的，所以它是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。 2．角速度 (1)定义：连接物体与圆心的半径转过的角Δθ与所用时间Δt之比叫作角速度，公式：ω＝。 (2)意义：描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。 (3)单位：弧度每秒，符号是rad/s，在运算中角速度的单位可以写为s－1。 学生用书↓第30页 (4)匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 3．周期和转速 (1)周期T：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间。单位：秒。 (2)转速n：物体转动的圈数与所用时间之比。单位：转每秒(r/s)或转每分(r/min)。 (3)周期和转速的关系：T＝。 4．线速度与角速度的关系 (1)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。 (2)公式：v＝ωr。 【判断正误】 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，其角速度是不变的。(　　 ) 3．圆周运动线速度公式v＝，式中的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．做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同。(　　 ) 答案：1.√　2.√　3.×　4.√　5.× 1．对匀速圆周运动的理解 (1)匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向沿着圆周上各点的切线方向，所以速度的方向时刻在变化。 (2)“匀速”的含义：速度的大小不变，即速率不变。 (3)运动性质：匀速圆周运动是一种变速运动，做匀速圆周运动的物体所受合外力不为零。 2．描述圆周运动的各物理量之间的关系 (多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列理解正确的是(　　 ) A．匀速圆周运动是线速度不变的运动 B．匀速圆周运动是角速度不变的运动 C．匀速圆周运动的匀速是指速率不变 D．匀速圆周运动一定是变速运动 BCD　[线速度有方向，匀速圆周运动的线速度方向时刻在变化，故A错误；匀速圆周运动的角速度恒定不变，故B正确；匀速圆周运动的线速度大小即速率不变，故C正确；匀速圆周的速度方向时刻在变化，即速度时刻在变化，一定是变速运动，故D正确。] 某学校开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作的“裱花”环节时，如图所示，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸(20 cm)的蛋糕，在蛋糕边缘上每隔4 s“点”一次奶油，蛋糕随圆盘转一周后均匀“点”上了15次奶油，则下列说法正确的是(　　) A．圆盘转动的转速约为2π r/min B．圆盘转动的角速度大小约为 rad/s C．蛋糕边缘的奶油的线速度大小约为 m/s D．圆盘转动的频率约为 Hz B　[由题意可知，圆盘转一周所需的时间为15×4 s＝60 s，因此周期为60 s，转速为1 r/min，故A错误；由角速度与周期的关系可得ω＝＝ rad/s＝ rad/s，故B正确；蛋糕边缘的奶油的线速度大小为v＝ωr＝ m/s，故C错误；根据周期和频率的关系可得圆盘转动的频率为f＝＝ Hz，故D错误。] 学生用书↓第31页 规律总结 圆周运动各物理量间关系的应用 1．分析线速度和角速度的关系，应用公式v＝ωr。 2．分析转速、周期和角速度的关系，应用公式ω＝2πn＝。　 针对练1.质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是(　　 ) A．因为v＝ωr，所以