6.1 圆周运动-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一物理必修2同步课堂高效讲义教师用书(人教版）

第六章圆周运动 第一节 圆周运动► 对应学生用书P25 【课标要求】　会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动。 知识点一 | 描述圆周运动的物理量 教材新知梳理 一、线速度 1．圆周运动 运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动。 2．线速度 (1)定义：做圆周运动的物体，通过的弧长与所用时间的比值叫作线速度的大小。 (2)表达式：v＝，单位为米每秒，符号是m/s。 (3)方向：线速度是矢量，物体经过圆周上某点时的线速度方向就是圆周上该点的切线方向。 (4)物理意义：线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量。 3．匀速圆周运动 (1)定义：沿着圆周运动，并且线速度大小处处相等的运动。 (2)性质：变加速曲线运动。 二、角速度 1．定义：如图所示，物体在Δt时间内由A运动到B。半径OA在这段时间内转过的角Δθ与所用时间Δt之比叫作角速度，用符号ω表示。 2．表达式：ω＝。 3．国际单位：弧度每秒，符号rad/s。 4．物理意义：角速度是描述物体绕圆心转动快慢的物理量。 三、周期与转速 1．周期定义：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫作周期，用T表示，单位为秒(s)。 2．转速定义：物体转动的圈数与所用时间之比，叫作转速。通常用符号n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。 3．物理意义：周期和转速都描述物体做圆周运动的快慢。 关键核心突破 [任务驱动] 1．如图是一个玩具陀螺，a、b、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，a、b、c三点角速度有什么关系？a、b、c三点做圆周运动的线速度大小关系如何？ 2．有一款健跑车如图所示，车子没有座垫，骑行者骑行时宛如腾空踏步，既可以短途代步，又可以锻炼耍酷。 探究：若骑行者直线骑行时，车轮与地不打滑，前、后轮接触地的边缘部分线速度大小关系如何？ 提示：1.ωa＝ωb＝ωc　va＝vc>vb 2．大小相等。 [要点培优] 1．各物理量之间的关系 2．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。 题组应用培优 [例1]如图所示，摩天轮的高度是108 m，直径49 m，座厢内的游客每小时内可转2.4圈，则(　　) A．游客的周期为25 min B．游客的周期为1 525 min C．游客的线速度大小约为0.08 m/s D．游客的角速度大小约为0.04 rad/s 解析：选A。根据题意可得T＝ min＝25 min，故A正确，B错误；根据线速度的计算公式v＝＝ m/s≈0.10 m/s，故C错误；游客的角速度大小为ω＝＝ rad/s≈0.004 rad/s，故D错误。 [训练]1.下列关于圆周运动的说法正确的是(　　) A．线速度定义式v＝中的Δs表示位移 B．匀速圆周运动的角速度不变 C．做匀速圆周运动的物体，绕圆周运动一周，平均速度为零，线速度也为零 D．角速度的国际单位是“度每秒” 解析：选B。线速度定义式v＝中的Δs表示弧长，A错误；匀速圆周运动的角速度是恒定的，B正确；做匀速圆周运动的物体，绕圆周运动一周，位移为零，则平均速度为零，但是线速度不为零，C错误；角速度的国际单位是“弧度每秒”，D错误。 [训练] 2.(多选)(2023湖北宜昌联考)某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。这块硬磁盘有若干个磁道(即若干个不同半径的同心圆)，每个磁道均被分成8 192个扇区，每个扇区可以记录512个字节。电动机使盘面以5 400 r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。下列说法正确的是(　　) A．相同的时间内，磁头在内磁道读取的字节数比外磁道少 B．盘面转动的角速度为180π rad/s C．一个扇区通过磁头所用的时间约为1.4×10－6 s D．不计磁头转移磁道的时间，计算机1 s内理论上可以从一个盘面上读取约2.3×1010个字节 解析：选BC。由每个扇区可以记录512个字节可知，无论在内磁道还是外磁道，读取数据均相同，故A错误；根据角速度与转速的关系有ω＝2πn＝2π×rad/s＝180π rad/s，故B正确；由题意可知t＝ s≈1.4×10－6s，故C正确；1 s读取的字节数为N＝8 192×90×512个＝3.8×108个，故D错误。 知识点二 | 线速度与角速度的关系 教材新知梳理 1．两者的关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积。 2．表达式：v＝ωr。 3．公式推导 关键核心突破 [任务驱动] 1．跷跷板的支点位于板的中点，两个小朋友坐在两端。 探究：(1)在撬动跷跷板的某一时刻，两个小朋友的线速度的大小关系及角速度的大小