6.1 圆周运动（讲义）（3大知识点+5大题型+分层练习）【名校生】2023-2024学年高一下物理知识精讲与细练(人教版).zip

6.1 圆周运动 知识点1：描述圆周运动的物理量 2 知识点2：描述圆周运动的各物理量之间的关系 4 01圆周运动的理解 5 02描述圆周运动各物理量及其关系 5 03角速度追击——时钟问题 6 知识点3：三种常见的传动方式 7 04传动问题 7 05圆周运动的周期性多解问题 8 【基础练·强化巩固】 9 【拓展练·培优拔高】 13 课堂目标 关键词 1.理解描述匀速圆周运动的转速和周期的意义。 2.理解线速度的物理意义，知道匀速圆周运动线速度的方向。 3.掌握线速度和角速度的关系，掌握角速度与转速、周期的关系。 4.能在具体的情景中确定线速度和角速度。 1. 匀速圆周运动 2. 线速度 3. 角速度 4. 周期、转速 知识点1：描述圆周运动的物理量 【问题情景】手表的指针，摩天轮的座舱等物体上的任意一点都会绕某一轴心转动，其运动的轨迹是一个圆。这样的运动叫做圆周运动，如何描述质点所做的圆周运动呢？ 1. 线速度 （1） 定义：做圆周运动的物体在很短一段时间△t内，通过的弧长△s与这段时间△t之比叫作线速度. （2） 表达式：（注意：△s是弧长，不是位移） （3） 方向：线速度是矢量，其方向为物体做圆周运动时该点的切线方向，与半径垂直。如下图所示，、分别表示 A、B 两点的线速度方向 （4） 单位：线速度的国际单位是 m/s。 （5） 物理意义：线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量。 2. 匀速圆周运动 （1） 定义：如果物体沿着圆周运动，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） 运动性质：由于速圆周运动速度的方向在时刻变化，所以匀速圆周运动是一种变速运动 【点拨】 (1) 匀速圆周运动中的“匀速”指的是线速度大小（速率）不变，而匀速直线运动中的“匀速”指的是速度大小和方向都不变，两者的含义不同； (2) “线速度”中的“线”的作用是区别下面讲的“角速度” 3. 角速度 （1） 定义： 连接物体跟圆心的半径转过的角△φ与所用时间△t之比叫作角速度，表达式： （2） 单位：国际单位制中角速度的单位是弧度每秒，符号是rad/s。 【点拨】“角度值”与“弧度制” 角度值 30° 45° 60° 90° 180° 360° 1弧度= 弧度制 （3）物理意义：角速度是描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。“转动”与“运动”是有区别的。 特别提示 （1）角速度是矢量，高中阶段不研究角速度的方向； （2）匀速圆周运动是角速度大小不变的圆周运动。 4. 周期、频率和转速 物理量 周期（T） 频率（f） 转速（n） 定义 做圆周运动的物体运动一周用的时间 做圆周运动的物体每秒转动的圈数 物体转动的圈数与所用时间之比 单位 s 赫兹（Hz或s-1） r/s或r/min 物理意义 描述物体运动快慢的物理量 联系 （时间单位必须为s） 特别提示：线速度与角速度的区分 （1） 线速度描述物体沿圆轨迹运动的快慢，而角速度、周期、转速(频率)描述物体绕圆心转动的快慢，两个物体的角速度相等时，线速度可能不相等； （2） 角速度和频率的物理意义是不同的 知识点2：描述圆周运动的各物理量之间的关系 1. 线速度和角速度的关系 如图所示，物体P沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，在一个周期T内转过的角度为2π，转过的弧长为 2nr，这时的线速度和角速度的大小分别为：，，由此可得： 【点拨】 线速度v、角速度w、半径r三者相互制约,在讨论它们之间的关系时,必须采用控制变量法分析，即先假定某个物理量是不变的。 2. 圆周运动的各物理量间的关系 01圆周运动的理解 【典例1】下列关于圆周运动的说法不正确的是（    ） A．做匀速圆周运动物体的向心力一定指向圆心 B．做变速圆周运动物体的向心力一定指向圆心 C．做变速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心 D．做匀速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心 【变式1-1】关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．做匀速圆周运动的物体，所受外力的合力为0 B．做匀速圆周运动的物体，加速度为0 C．是曲线运动，速度方向时刻改变 D．做匀速圆周运动的物体，相等的时间内通过的圆弧长不相等 【变式1-2】关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（    ） A．匀速圆周运动是恒力作用下的曲线运动 B．做匀速圆周运动的物体每秒内速度增量相同 C．做匀速圆周运动的物体在相等的时间内发生的位移相等 D．做匀速圆周运动的物体线速度大小不变 02描述圆周运动各物理量及其关系 【典例2】一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。已知圆周运动的半径为R，线速度为v，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小孩