第二章 第一节 匀速圆周运动-【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（粤教版）

第一节　 匀速圆周运动 【核心素养目标】 物理观念 知道匀速圆周运动的概念；理解线速度、角速度、周期、转速的物理含义。 科学思维 知道描述圆周运动的各物理量之间的关系；掌握处理传动问题的基本方法。 科学探究 通过观察和探究，了解自行车中的传动问题。 知识点一　线速度 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： (1)A、B两点的速度方向各沿什么方向？ (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？ (3)A、B两点哪个运动得快？ 提示：(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)B运动的方向时刻变化，故B做变速运动。 (3)B运动得快。 1．圆周运动 如果质点的运动轨迹是圆，那么这一质点的运动就称为圆周运动。 2．线速度 (1)定义：做圆周运动的物体，在一段很短的时间Δt内，通过的弧长为Δl。则Δl与Δt的比值叫作线速度。 (2)定义式：v＝。 (3)物理意义：描述物体沿圆周运动的快慢。 (4)理解：当Δt足够小时，弧长Δl与位移Δs近似相等，此时线速度v实际上就是直线运动中的瞬时速度。 (5)方向：沿圆周上该点的切线方向。 3．匀速圆周运动 (1)定义：如果做圆周运动的质点线速度的大小不随时间变化，这种运动叫作匀速圆周运动。 (2)性质：线速度的方向是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。 1．判断正误 (1)做匀速圆周运动的物体，其线速度不变。(　　) (2)做匀速圆周运动的物体，相同时间内位移相同。(　　) (3)圆周运动线速度公式v＝，式中的Δl表示位移。(　　 ) 答案：(1)×　(2)×　(3)× 2．(多选)某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．因为它的速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动 B．该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动 C．该质点速度大小不变，处于平衡状态 D．该质点做的是变速运动，所受合外力不等于零 BD　 学生用书↓第27页 1．对线速度的理解 (1)线速度是物体做圆周运动的瞬时速度，线速度越大，物体运动得越快。 (2)线速度是矢量，它既有大小，又有方向，线速度的方向在圆周各点的切线方向上。 2．对匀速圆周运动的理解 (1)由于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)运动性质：匀速圆周运动速度的大小不变，即速率不变，方向时刻变化，是一种变速运动，其所受合外力不为零。 知识点二　角速度 如图所示，钟表上的秒针、分针、时针均绕固定轴做圆周运动。 (1)秒针、分针、时针哪个转得快？ (2)秒针、分针和时针转动一周的时间分别是多少？ 提示：(1)秒针　(2)60 s　60 min　12 h 1．角速度 (1)定义：连接物体与圆心的半径转过的角度Δθ与转过这一角度所用时间Δt的比值。 (2)定义式：ω＝。 (3)物理意义：描述物体绕圆心转动的快慢。 (4)单位：弧度每秒，符号是rad/s或rad·s－1。 (5)匀速圆周运动是角速度不变的运动。 2．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(s)。 3．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)。 1．判断正误 (1)做匀速圆周运动的物体，其角速度不变。(　　)(2)做匀速圆周运动的物体，其周期不变。(　　) (3)做匀速圆周运动的物体，其转速不变。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)√ 2．(多选)一精准转动的机械钟表，下列说法正确的是(　　) A．秒针转动的周期最长 B．时针转动的转速最小 C．秒针转动的角速度最大 D．秒针的角速度为 rad/s BCD　 1．对角速度的理解 角速度描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢，角速度越大，物体转动得越快。 2．对周期和转速的理解 (1)匀速圆周运动具有周期性，每经过一个周期，线速度大小和方向与初始时刻完全相同。 (2)周期的倒数称为频率，当单位时间取1 s时，f＝n。频率和转速对匀速圆周运动来说在数值上是相等的。 学生用书↓第28页 知识点三　线速度、角速度和周期间的关系 1．设某一质点沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，在一个周期T内，做匀速圆周运动的质点通过的弧长为2πr，转过的角度为2π，则： (1)周期和转速的关系T＝。 (2)线速度大小与周期和转速的关系为v＝＝2πnr。 (3)角速度大小与周期和转速的关系为ω＝＝2πn。 (4)线速度与角速度的关系为v＝ωr。 2．对各物理量之间关系的理解 (1)对角速度、周期、转速之间关系的理解：物体做匀速圆周运动时，由ω＝＝2πn知，角速度、周期、转速三个物理量，只要其中一个物理量确定了，其余两个物理量也确