第二章 1.圆周运动-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（教科版2019）

1．圆周运动

一、形形色色的圆周运动　描述匀速圆周运动的物理量

1．物体的运动轨迹是圆的运动叫作圆周运动。圆周运动是一种常见的运动。

2．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间内通过的圆弧长度都相等，这种运动就叫作匀速圆周运动。

3．线速度

(1)物理意义：描述做匀速圆周运动的质点运动快慢的物理量。

(2)公式：v＝。

(3)矢量性：线速度的方向和半径垂直，和圆弧相切。

(4)说明：匀速圆周运动是一种变速运动，这里所说的匀速只是速率不变的意思。

4．角速度

(1)物理意义：描述做匀速圆周运动的质点转动快慢的物理量。

(2)定义式：连接质点和圆心的半径所转过的角度Δφ跟所用时间Δt的比值，即ω＝。

(3)单位：弧度每秒，符号为rad/s。

(4)匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

5．周期(T)：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫作周期。

二、线速度、角速度和周期之间的关系

1．线速度：v＝。

2．角速度：ω＝。

3．由以上两式可得v＝rω。

1．判断正误

(1)做圆周运动的物体，其速度一定是变化的。(　　)

学生用书第25页

(2)物体做匀速圆周运动时，其角速度是不变的。(　　)

(3)圆周运动线速度公式v＝，式中的Δs表示位移。(　　)

(4)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。(　　)

(5)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同。(　　)

答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×

2．链接实景

打篮球的同学可能玩过转篮球，让篮球在指尖上旋转，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，则不同高度的各点的线速度不同。

知识点一　对线速度、角速度与匀速圆周运动的理解

如图所示，A、B为自行车车轮上的两点，当车轮转动时，回答下列问题：

(1)A、B两点在相同的时间内沿圆弧运动的轨迹长度相同吗？哪个运动得快？

(2)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等，B做匀速运动吗？

(3)匀速圆周运动的线速度是不变的吗？匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗？

提示：　(1)B运动的轨迹长，B沿圆弧运动得快。

(2)B运动的方向时刻变化，故B做非匀速运动。

(3)质点做匀速圆周运动时，线速度的大小不变，方向时刻在变化，因此，匀速圆周运动不是线速度不变的运动，只是速率不变，是变速曲线运动。而“匀速直线运动”中的“匀速”指的是速度不变，二者并不相同。

1．对匀速圆周运动的理解

(1)匀速的含义：

①线速度v的大小不变，即速率不变。

②转动角速度ω不变。

(2)F合≠0，a≠0：由于匀速圆周运动是曲线运动，速度的方向时刻发生变化，故匀速圆周运动是变速运动，其合外力和加速度一定不为零。

2．对线速度的理解

(多选)某物体做匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　)

A．在任何时间间隔内，物体运动的平均速度都相同

B．在任何相等的时间间隔内，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等

C．该物体的速度大小不变，因而加速度为零，故它处于平衡状态

D．该物体的速度方向改变，因而具有加速度，故它的合力不等于零