第六章 圆周运动 知识清单 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019） 必修第二册

第六章 圆周运动 6.1　圆周运动 6.2　向心力 6.3　向心加速度 6.4　生活中的圆周运动 专题强化　圆周运动的综合分析 本章知识网络构建 1　圆周运动 一、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，公式：v＝. 2.意义：描述做圆周运动的物体运动的快慢. 3.方向：为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：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：线速度的方向是时刻变化的，所以是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变. 5.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. (3)线速度的定义式：v＝，Δs代表在时间Δt内通过的弧长. 6.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)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，其所受合外力不为零. 二、角速度 1.定义：连接物体与圆心的半径转过的角度与转过这一角度所用时间的比值，公式：ω＝. 2.意义：描述物体绕圆心转动的快慢. 3.单位：弧度每秒，符号是rad/s或rad·s－1. 4.匀速圆周运动是角速度不变的运动. 5.对角速度的理解 (1)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)角速度的定义式：ω＝，Δθ代表在时间Δt内物体与圆心的连线转过的角度. 三、周期 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(s). 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、频率和转速间的关系：T＝＝.(n的单位为r/s时). 4.对周期T和频率f(转速n)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)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，但频率具有更广泛的意义，两者的单位也不相同. 四、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大小与半径的乘积. 2.公式：v＝ωr. 五、描述匀速圆周运动各物理量之间的关系 1.描述匀速圆周运动各物理量之间的关系 (1)v＝＝＝2πnr (2)ω＝＝＝2πn (3)v＝ωr 2.各物理量之间关系的理解 (1)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定了. (2)线速度与角速度之间关系的理解：由线速度大小v＝ω·r知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝；ω一定时，v∝r. 意义 公式/单位 线速度(v) (1)描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量 (2)是矢量，方向和半径垂直，沿圆周切线方向 v＝＝＝2πrn 单位：m/s 角速度(ω) (1)描述物体绕圆心转动快慢的物理量 (2)是矢量(中学阶段不研究方向) ω＝＝＝2πn 单位：rad/s 周期和转 速(T/n) 物体沿圆周运动一周的时间叫周期，单位时间内转过的圈数叫转速 T＝＝ 单位：s n＝，单位：r/s 向心加速 度(an) (1)描述速度方向变化快慢的物理量 (2)方向指向圆心 an＝＝ω2r 单位：m/s2 六、同轴转动和皮带传动问题 同轴转动 皮带传动 齿轮传动（摩擦传动） 装 置 A、B两点在同轴的一个圆盘上 两个轮子用皮带连接(皮带不打滑)，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点 两个齿轮啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点 特 点 角速度、周期相同 线速度大小相等 线速度大小相等 规 律 线速度大小与半径成正比： ＝ 角速度与半径成反比： ＝ 角速度与半径成反比：＝ 2　向心力 第1课时　实验：探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系 探究方案一　用绳和沙袋定性研究 1.实验原理 如图(a)所示，绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体)，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，此时沙袋所受的向心力近似等于绳对沙袋的拉力. 2.实验步骤 在离小沙袋重心40 cm的地方打一个绳结A，在离小沙袋重心80 cm的地方打另一个绳结B.同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作： 操作一　手握绳结A，如图(b)所示，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒转动1周.体会此时绳子拉力的大小. 操作二　手仍然握绳结A，但使沙袋