6.1 圆周运动 导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六单元第1节描述圆周运动的物理量 一、圆周概念 1．定义：物体运动轨迹是圆周或圆周的一部分的运动叫做圆周运动。 2．性质：变化的变速曲线运动 二、描述圆周运动的物理量 1．线速度 （1）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢 （2）定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度的大小 （3）大小： （4）单位：m/s （5）方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向 2．匀速圆周运动 任意相等时间内通过的圆弧长度相等 可见：尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化的 匀速圆周运动是变速运动！是线速度大小不变的运动！ 匀速圆周运动的特点： （1）变速运动（速度矢量方向时刻变化） （2）加速度不为零 （3）合外力不为零 3．角速度 （1）物理意义： 描述质点绕圆心转动的快慢。 （2）定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 （3）公式： Δθ 采用弧度制 （4）单位：弧度/秒 rad/s 或 s -1 匀速圆周运动是角速度不变的运动！ 4．周期（T） 表示运动一周所用的时间 做匀速圆周运动的物体，如果转过一周所用的时间越少，那么就表示运动得越快。 匀速圆周运动是周期不变的运动！ 5．频率（f） （1）周期的倒数叫频率 （2）频率： 表示一秒内转过的圈数 频率越高表明物体运转得越快！ 6．转速（n） 单位时间内转过的圈数叫转速 转速n越大表明物体运动得越快！ 周期 频率 转速 定义 物体运动一周所用的时间 物体在单位时间所转过的圈数 物体在单位时间所转过的圈数 符号 T f n 单位 s Hz或s-1 r/s或r/min 物理意义 描述物体做圆周运动的快慢 关系 【例1】做匀速圆周运动的质点处于（　　） A．平衡状态 B．速度不变的状态 C．匀变速运动的状态 D．变加速运动的状态 【练1】（多选）一运动员绕圆形跑道做圆周运动，他的速度处处不为零，则（ ） A．任何时刻他所受的合力一定不为零 B．任何时刻他的加速度一定不为零 C．他速度的大小一定不断变化 D．他速度的方向一定不断变化 【例2】做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为20m的圆周运动了100m，则其线速度为________，角速度为________。 【练2】一个闹钟的秒针角速度为（　　） A．π rad/s B．2π rad/s C．rad/s D．rad/s 【例3】如图所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是（　　） A．它们的运动周期都是相同的 B．它们的线速度都是相同的 C．它们的线速度大小都是相同的 D．它们的角速度是不同的 地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗？角速度一样吗？线速度大小一样吗？ 【例4】做匀速圆周运动的物体，线速度________不变，________时刻在变，线速度是________（恒量或变量），匀速圆周运动的运动性质是________________________，匀速的含义是________________________。 【练3】（多选）对于做匀速圆周运动的物体，下面说法正确的是（　　） A．相等的时间里通过的路程相等 B．相等的时间里通过的弧长相等 C．相等的时间里发生的位移相同 D．相等的时间里转过的角度相等 E．相等的时间里平均速度相同 【练4】关于物体做圆周运动的说法正确的是（　　） A．匀速圆周运动是匀速运动 B．物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动 C．时间越长，物体的角速度变化越快 D．匀速圆周运动中向心加速度是一恒量 【练5】下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A．相等的时间里发生的位移相等 B．匀速圆周运动的角速度不变 C．相等的时间里通过的路程不相等 D．匀速圆周运动是线速度不变的运动 1．正常走动的钟表，其时针和分针都在做匀速转动，下列关系中正确的有（　　） A．时针和分针角速度相同 B．分针的角速度是时针角速度的12倍 C．时针和分针的周期相同 D．分针的周期是时针周期的12倍 2．小红同学在体验糕点制作“裱花”环节时，她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20cm）的蛋糕，在蛋糕边缘每隔4s均匀“点”一次奶油，蛋糕转动一周正好均匀“点”上15点奶油。下列说法正确的是（　　） A．圆盘转动的转速约为2πr/min B．圆盘转动的角速度大小为rad/s C．蛋糕边缘的线速度大小约为m/s D．蛋糕边缘的向心加速度约为90m/s2