第六章第一节 圆周运动-2023-2024学年高一物理精剖细解讲义（人教版2019必修第二册）

第六章第一节 圆周运动 ——精剖细解学习讲义 知识点：圆周运动 1、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 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] 物理意义：描述物体转动快慢。 单位：s（秒）。周期为标量。 计算公式：T＝ （4）频率f 定义：单位时间内内完成周期性运动的次数。 物理意义：描述物体转动快慢。 单位：Hz（赫）。频率为标量。 计算公式：f=1/T。 （5）转速n 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。 物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。 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。 计算公式：n=f=1/T。 圆周运动物理量之间的关系： 1．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 2．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t。下列物理量中，可以用来描述小车运动快慢的是（　　） A．位移 B．半径 C．线速度 D．路程 3．如图，某同学在圆形拱桥上骑自行车匀速爬升的过程中，自行车的速度方向 （　　） A．垂直于自行车与圆形拱桥圆心的连线向上 B．垂直于自行车与圆形拱桥圆心的连线向下 C．沿自行车与圆形拱桥圆心的连线背离圆心 D．沿自行车与圆形拱桥圆心的连线指向圆心 4．甲、乙两同学都在参加体育锻炼，甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步．在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度大小分别是ω1、ω2.则（　　） A． B． C． D．无法确定 5．一个电子钟的秒针角速度为(　　) A．π rad/s B．2π rad/s C．π/30 rad/s D．π/60 rad/s 6．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。某台计算机上的硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录512个字节。电动机使磁盘以7200r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。下列说法正确的是（　　） A．每个字节在磁道上所占用的磁道长度都相同 B．不计磁头转移磁道的时间，计算机读写完该硬盘所需时间约为77s C．读取每个字节所用时间都相同，约为2.0×10-11s D．该硬盘的容量约为4×1012字节 7．图示为一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（　　） A．a、b和c三点的线速度大小相等 B．a、b和c三点的角速度相等 C．a、b的角速度比c的大 D．c的线速度比a、b的大 2、匀速圆周运动： 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。 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。 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。 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。 8．关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．平抛运动是变加速曲线运动 B．匀速圆周运动的加速度始终不变 C．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下 D．做匀速