(讲义)第3章 第1节 匀速圆周运动快慢的描述-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

第1节　匀速圆周运动快慢的描述

[核心素养·明目标]

知识点一　线速度和角速度

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上某点通过的弧长s与所用时间t的比值。

(2)方向：总是沿圆周的切线方向。

(3)公式：v＝。单位：国际单位为m/s。

3．角速度

(1)定义：物理学中，将半径转过的角度φ与所用时间t之比称为匀速圆周运动的角速度。

(2)公式：ω＝。

(3)国际单位是弧度每秒，符号rad/s。

(4)匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

　匀速圆周运动的线速度方向时刻改变，是变速运动。

1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)匀速圆周运动速度的方向和半径垂直。 (√)

(2)线速度是位移与发生这段位移所用时间的比值。 (×)

(3)角速度是标量，没有方向。  (×)

知识点二　周期、频率和转速　线速度、角速度、周期的关系

1．周期、频率和转速

2.线速度、角速度、周期的关系

(1)线速度和角速度的关系：v＝rω。

(2)线速度和周期的关系：v＝。

(3)角速度和周期的关系：ω＝。

　打篮球的同学可能玩过转篮球，让篮球在指尖旋转，展示自己的球技。如图所示，若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转，那么篮球上不同高度的各点的角速度相同吗？线速度相同吗？

提示：篮球上各点的角速度是相同的。但由于不同高度的各点转动时的圆心、半径不同，由v＝ωr可知不同高度的各点的线速度不同。

2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)匀速圆周运动的周期相同，角速度大小及转速都相同。 (√)

(2)匀速圆周运动的物体周期越长，转动得越快。 (×)

(3)做匀速圆周运动的物体在角速度不变的情况下，线速度与半径成正比。

  (√)

考点1　描述圆周运动的各物理量的关系

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＝ωr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。

甲　　　　　　　乙

(2)由ω＝知，v一定时，ω∝，ω与r间的关系如图甲、乙所示。