第十四天：圆周运动-【寒假自学课】2024年高一物理寒假提升学与练（人教版2019）

第十四天：圆周运动 圆周运动内容的考点： 1、圆周运动的定义和描述； 2、线速度的定义和计算公式； 3、线速度的方向； 4、匀速圆周运动； 5、角速度的定义和计算式； 6、角度的追及问题——时钟； 7、转速与周期、频率的关系； 8、转速与角速度的单位换算； 9、周期、角速度、转速、频率与线速度之间的关系式； 10、传动问题； 11、利用传动关系计算机械的移动速度； 12、圆周运动的周期性多解问题。 知识点1：圆周运动 描述圆周运动的物理量： 1、线速度 定义：质点通过的弧长s与所用时间t的比值。 物理意义：描述物体圆周运动快慢。 单位：m/s。 图例： 计算公式：v＝＝。 方向：方向在圆周各点的切线方向上。 注意：线速度v＝中的s是弧长、不是位移，线速度只不过为区分角速度而在速度前冠以“线”字罢了，因其方向总是沿弧的切线方向而称之为线速度。 2、角速度 定义：质点通过的弧长s与所用时间t的比值。 物理意义：描述物体转动快慢。 单位：rad/s（弧度每秒）。 图例： 计算公式：ω＝＝。 3．周期T （1）定义：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。[来源:学科网ZXXK] （2）物理意义：描述物体转动快慢。 （3）单位：s（秒）。周期为标量。 （4）计算公式：T＝ 4．频率f （1）定义：单位时间内内完成周期性运动的次数。。 （2）物理意义：描述物体转动快慢。 （3）单位：Hz（赫）。频率为标量。 （4）计算公式：f=1/T 5．转速n （1）定义：做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数。 （2）物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。 （3）单位：在国际单位制中为r/s（转每秒）；常用单位为r/min（转每分）。1 r/s=60 r/min。转速为标量。 （4）计算公式：n=f=1/T 圆周运动物理量之间的关系： 匀速圆周运动： 1．定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。 2．性质：一种变加速的变速运动。 在匀速圆周运动中，线速度的大小（速率）不变、方向时刻改变，不是恒矢量，所以匀速圆周运动是一种变速运动。向心加速度大小不变、方向始终指向圆心，时刻改变，是变加速（非匀变速）曲线运动（加速度是变化的）。角速度、周期、转速都恒定不变。向心力大小恒不变，但方向时刻改变，是变力。匀速圆周运动中的“匀速”是“匀速率”的意思。 3．周期性 由于圆具有中心对称的特点，故物体每转一周，该物体又回到原处，所以物体在某处出现所需的时间应为周期的整数倍，解题时，应注意圆周运动的多解问题。 4．匀速圆周运动的条件：当物体所受的合外力大小恒定、方向始终与速度方向垂直且指向圆心（是变力）时，物体做匀速圆周运动，此时向心力由物体所受合外力提供。当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力。 圆周运动中的三种传动模式 方式 同轴传动 皮带传动 齿轮传动 装置 A、B两点在同轴的一个圆盘上，到圆心的距离不同。 两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点。 两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点。 图例 特点 A、B两点角速度、周期相同 A、B两点线速度相同 A、B两点线速度相同 转动方向 相同 相同 相反 规律 线速度与半径成正比： 角速度与半径成反比： ， 周期与半径成正比： 角速度与半径成反比与齿轮齿数成反比∶ ， 周期与半径成正比，与齿轮齿 数成正比： 处理传动问题的关键是确定相同量，即线速度或者角速度。 考点1：圆周运动的定义和描述； 1．（2023下·广东广州·高一广州市真光中学校考阶段练习）某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A．该质点的速度始终不变，做的是匀速运动 B．该质点的速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动 C．该质点的速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态 D．相同时间内通过的弧长相等，所以速度不变 考点2：线速度的定义和计算公式； 2．（2021·高一课时练习）一质点做半径为R的匀速圆周运动，在t时间内转动n周，则该质点的线速度为（　　） A． B． C． D． 考点3：线速度的方向； 3．（2022下·江苏扬州·高一扬州中学校考期中）如图所示为“旋转纽扣”游戏。用力反复拉线两端，纽扣逆、顺转动交替，纽扣绕其中心转动。则纽扣边缘各质点（　　） A．线速度相同，可能在变小 B．线速度相同，一直在变大 C．角速度相同，可能在变小 D．角速度相同，一直在变大 考点4：匀速圆周运动； 4．（2023下·四川乐山·高一四川省峨眉第二中学校校考阶段练习）2023年2月23日，我国首颗超100Gbps容量的高通量卫星“中星26号”成功发射升空，并顺利进入预定轨道。若卫星绕地球的运动可看作