[核心素养·明目标]
核心素养 | 学习目标 |
物理观念 | (1)知道什么是匀速圆周运动。 |
科学思维 | 认识匀速圆周运动中线速度、角速度和周期之间的关系。 |
科学探究 | 能从生活中常见的圆周运动出发认识圆周运动，认识到对于同一问题可以从不同侧面进行研究。 |
科学态度与责任 | 会利用匀速圆周运动的角速度、线速度、周期、转速间的关系解决日常生活中的实际问题；能在合作中坚持自己的观点；能体会物理学技术应用对日常生活的影响。 |
| |
知识点一 线速度和角速度
1．匀速圆周运动
2．线速度
(1)定义：做匀速圆周运动的物体上某点通过的弧长s与所用时间t的比值。
(2)方向：总是沿圆周的切线方向。
(3)公式：v＝。单位：国际单位为m/s。
3．角速度
(1)定义：物理学中，将半径转过的角度φ与所用时间t之比称为匀速圆周运动的角速度。
(2)公式：ω＝。
(3)国际单位是弧度每秒，符号rad/s。
(4)匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。
匀速圆周运动的线速度方向时刻改变，是变速运动。
1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)匀速圆周运动速度的方向和半径垂直。 (√)
(2)线速度是位移与发生这段位移所用时间的比值。 (×)
(3)角速度是标量，没有方向。 (×)
知识点二 周期、频率和转速 线速度、角速度、周期的关系
1．周期、频率和转速
周期 | 周期性运动每重复一次所需要的时间，符号T，单位：s |
频率 | 在一段时间内，运动重复的次数与这段时间之比，f＝，单位：Hz |
转速 | 一段时间内转过的圈数与这段时间之比，符号n，单位：r/min或r/s |
| |
2.线速度、角速度、周期的关系
(1)线速度和角速度的关系：v＝rω。
(2)线速度和周期的关系：v＝。
(3)角速度和周期的关系：ω＝。
打篮球的同学可能玩过转篮球，让篮球在指尖旋转，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，由v＝ωr可知不同高度的各点的线速度不同。
2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)匀速圆周运动的周期相同，角速度大小及转速都相同。 (√)
(2)匀速圆周运动的物体周期越长，转动得越快。 (×)
(3)做匀速圆周运动的物体在角速度不变的情况下，线速度与半径成正比。
(√)
考点1 描述圆周运动的各物理量的关系
如图所示是一个玩具陀螺，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：
(1)a、b、c三点角速度和周期各有什么关系？
(2)a、b、c三点做圆周运动的线速度有什么关系？
提示：(1)ωa＝ωb＝ωc，Ta＝Tb＝Tc。
(2)va＝vc＞vb。
1．描述圆周运动的各物理量间的关系
2．v、ω及r间的关系
(1)由v＝ωr知，r一定时，v∝ω；ω一定时，v∝r。v与ω、r间的关系如图甲、乙所示。
甲 乙
(2)由ω＝知，v一定时，ω∝，ω与r间的关系如图甲、乙所示。
甲 乙
【典例1】 (多选)质点做匀速圆周运动，则( )
A．在任何相等的时间里，质点的位移都相等
B．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等
C．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同
D．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等
思路点拨：(1)匀速圆周运动在相等时间内通过的弧长相等即路程相等，但位移不同。
(2)匀速圆周运动的角速度相同。
BD [如图所示，由于线速度大小不变，根据线速度的定义Δs＝v·Δt，所以相等时间内通过的路程相等，B正确；但位移sAB、sBC大小相等，方向并不相同，平均速度不同，A、C错误；由角速度的定义ω＝知Δt相同，Δφ＝ωΔt相同，D正确。]
(1)圆周运动一定是变速运动。因为速度是矢量，只要方向改变就说明速度发生了改变，而圆周运动的速度方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变速运动。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议