高考物理 名师1号系列复习 圆周运动教案

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1、第三课时圆周运动第一关：基础关展望高考基础知识一、描述圆周运动的物理量知识讲解1.线速度①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.②大小:v=,单位为m/s.③方向：某点线速度的方向即为该点的切线方向.④物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.注意:在中,当Δt很小时,v为瞬时线速度.2.角速度①定义:在匀速圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过的角度Δθ跟所用时间Δt的比值,就是质点运动的角速度.②大小:ω=单位：rad/s或③物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢.3.转

2、速,周期,频率①转速:工程技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢.转速是指物体单位时间所转过的圈数,常用符号n表示,转速的单位为转每秒,符号是r/s,或转每分(r/min).②周期:做匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间叫做周期,用T表示,单位为s.③频率:做匀速圆周运动的物体在1s内转的圈数叫做频率.用f表示,其单位为转/秒(或赫兹),符号为r/s(或Hz),显然f与T互为倒数,即频率高说明物体运动得快,频率低说明物体运动得慢.4.向心加速度①定义:做匀速圆周运动的物体,加速

3、度指向圆心,这个加速度称为向心加速度.说明:向心加速度方向时刻变化,故匀速圆周运动是一种加速度变化的变加速曲线运动(或称非匀变速曲线运动).②大小:③方向:沿半径指向圆心.说明:a.向心加速度总指向圆心,方向始终与速度方向垂直,故向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小,向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.b.向心加速度的方向时刻变化,故匀速圆周运动是一种加速度变化的变加速曲线运动.c.向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加速度.对于匀速圆周运动,其所受的合外力就是向心力,只产生向心加

4、速度,因而匀速圆周运动的向心加速度是其实际加速度,对于非匀速圆周运动,例如竖直平面内的圆周运动.如图所示,小球的合力不指向圆心,因而其实际加速度也不指向圆心,此时的向心加速度只是它的一个分加速度.5.向心力①定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力,叫向心力.②方向:向心力的方向沿半径指向圆心,始终和质点运动方向垂直,即总与圆周运动的线速度方向垂直.③大小:a.向心力与角速度的关系F=mω2R.式中m是运动物体的质量,R是运动物体转动的半径,ω是运动物体转动的角速度.b.向心力与线速度的

5、关系F=mv2R.式中m是运动物体的质量，R是运动物体转动的半径,v是运动物体的线速度.④向心力的效果:向心力只改变线速度的方向,不改变线速度的大小,向心力就是专门使物体做圆周运动的力.二、线速度、角速度、周期的关系知识讲解如果物体沿半径r的圆周做匀速圆周运动，在时间t内通过的弧长是s，半径转过的角度是φ,由数学知识s=rφ,于是有上式表明：①当半径相同时，线速度大的角速度大，角速度大的线速度也大,且成正比.②当角速度相同时,半径大的线速度大,且成正比(如图).③当线速度相同时,半径大的角速度小

6、,半径小的角速度大,且成反比(如图).2.线速度与周期的关系.由于做匀速圆周运动的物体,在一个周期内通过的弧长为2πr,所以有v上式表明，只有当半径相同时，周期小的线速度大；当半径不同时，周期小的线速度不一定大，所以，周期与线速度描述的快慢是不一样的.3.角速度与周期的关系.由于做匀速圆周运动的物体,在一个周期内半径转过的角度为2π,则有上式表明，角速度与周期一定成反比，周期大的角速度一定小.活学活用1.如图所示的皮带传动装置,主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r,从动轮O2的半径为2r,A,

7、B,C分别为轮子边缘上的三点，设皮带不打滑,求:(1)A,B,C三点的角速度之比ωA：ωB：ωC=__________.(2)A,B,C三点的线速度大小之比vA:vB::vC=__________.解析：以皮带传动装置为载体考查圆周运动的规律关系，关键是找到与皮带紧密相连的轮子边缘线速度大小相等这一突破口，即vC=vB,即可利用公式v=ωr求解（1）A、B两点角速度相同ωA=ωB,而vB=vC,由v=ωr,得，所以答案：(1)221(2)311点评：在传动装置中，皮带不

8、打滑是指两轮与皮带相接触的边缘各点的线速度大小相等,同一个轮子上各点不管轮子大或者轮子小,它们任一点的角速度都相等,在这个前提下熟练应用公式v=rω即可得解.三、匀速圆周运动知识讲解1.定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动.2.特点:线速度的大小恒定,角速度,周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的.活学活用2.某种变速自行车,有六个飞轮和三个链轮.如图所示,链轮和飞轮的齿数如下表所示,前,后轮直径约为660mm,人骑该车行进速