6.1 圆周运动-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修 第二册人教版（2019）

　　 ▶导语:圆周运动是生活中常见的一种曲线运动,但不是匀变速曲线运动,其加速度是变化的。本章主要内容:掌握描述圆周运动的物理量、用动力学方法研究圆周运动。研究圆周运动的情形比研究平抛运动要复杂,从运动性质上看圆周运动不是匀变速运动,从受力角度上看做圆周运动的物体所受合外力为变力,对同学们的运动与相互作用观念有所发展。本章知识与生产、生活联系密切,涉及丰富的模型建构和推理过程,是培养科学思维和科学探究素养的重要载体,是发展社会责任的良好素材。 要点精准概括 7个物理量:线速度、角速度、周期、频率、转速、向心力、向心加速度 2种传动装置:同轴传动、皮带(齿轮或摩擦)传动 4个常用的关系式:v=ωr、v=、ω==2πf=2πn、F=m=mω2r=mr 1个实验:探究向心力大小的表达式 2个思想方法:极限思想、控制变量法 2种典型运动:火车转弯、汽车过拱形桥 2种现象:航天器中的失重现象、离心现象 2种典型的圆周运动模型:水平面内的圆周运动、竖直面内的圆周运动 2种解题方法:用动力学方法分析圆周运动、竖直面内圆周运动的临界问题 3个关键能力:从复杂的情境中提炼物理模型的能力、推理能力、实验探究能力 1.圆周运动 　 1.认识圆周运动、匀速圆周运动的特点,了解描述圆周运动快慢的基本思路,了解转速和周期的意义。 2.理解线速度的物理意义,知道匀速圆周运动中线速度的方向。 3.理解角速度的物理意义,掌握线速度和角速度的关系。 4.能在具体的情境中确定线速度和角速度。 　　同学们先看一段地球与月球的对话,地球说:“你怎么走得这么慢?我绕太阳运动1 s要走29.79 km,你绕我运动1 s才走1.02 km!”月球说:“不能这样说吧!你一年才绕一圈,我27.3天就绕了一圈,到底谁转得慢?” 地球和月球谁说的对呢?它们两个比较的是同一个物理量吗? 　 知|识|梳|理 一、描述圆周运动的物理量 1.圆周运动。 运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动,圆周运动为曲线运动,故一定是变速运动。 2.线速度。 (1)物理意义:描述做圆周运动物体的运动快慢。 (2)定义式:v=。 (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。 3.角速度。 (1)物理意义:描述物体绕圆心转动的快慢。 (2)定义式:ω=。 (3)单位:弧度/秒,符号是rad/s。 4.转速和周期。 (1)转速:物体单位时间内转过的圈数。 (2)周期:物体运动一周所用的时间。 二、线速度、角速度、周期、转速之间的关系 1.线速度与周期的关系:v=。 2.角速度与周期的关系:ω=。 3.线速度与角速度的关系:v=ωr。 4.角速度与转速的关系:ω=2πn。 三、匀速圆周运动 1.定义:线速度大小不变的圆周运动。 2.特点。 (1)线速度大小不变,方向不断变化,是一种变速运动。 (2)角速度不变(填“变”或“不变”)。 (3)转速、周期不变(填“变”或“不变”)。 预|习|自|检 1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)匀速圆周运动的速度大小不变,一定没有加速度。 (×) (2)做匀速圆周运动的物体,相等时间内位移相同。 (×) (3)做匀速圆周运动的物体,其线速度不变。 (×) (4)做匀速圆周运动的物体,其角速度大小不变。 (√) (5)做匀速圆周运动的物体,周期越大,角速度越小。 (√) 2.A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相等时间内它们通过的弧长比sA∶sB=2∶3,转过的圆心角比θA∶θB=3∶2,那么它们的线速度之比vA∶vB=　　　　,角速度之比ωA∶ωB=　　　　。  解析　由v=知==;由ω=知==。 答案　2∶3　3∶2 　 探究一 描述圆周运动的物理量 1.图解各物理量之间的关系。 2.描述圆周运动的各物理量之间关系的理解。 (1)角速度、周期、转速之间关系的理解:物体做匀速圆周运动时,由ω==2πn知,角速度、周期、转速三个物理量,只要其中一个物理量确定了,其余两个物理量也唯一确定了。 (2)线速度与角速度之间关系的理解:由v=ωr知,r一定时,v ∝ω;v一定时,ω ∝;ω一定时,v ∝r。 【例1】　甲、乙两物体分别做匀速圆周运动,如果它们转动的半径之比为1∶5,线速度之比为3∶2,则下列说法正确的是 (　　) A.甲、乙两物体的角速度之比是2∶15 B.甲、乙两物体的角速度之比是10∶3 C.甲、乙两物体的周期之比是2∶15 D.甲、乙两物体的周期之比是10∶3 解析　由v=ωr得,=∶=·=×=,A、B两项错误;由ω=得,==,C项正确,D项错误。 答案　C 【针对训练1】　(多选)有一准确转动的机械钟表,下列说法正确的是 (　　) A.秒针转动的周期最长 B.时针转动的转速最小 C.秒针转动的角速度最大