2017-2018年高中物理第五章曲线运动第4节圆周运动教学案新人教版必修2

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1、第4节圆周运动一、线速度◎1.圆周运动：物体沿着圆周的运动,即物体运动的轨迹是圆。2.线速度（1）定义：物体做圆周运动通过的弧长As与通过这段弧长所用时间Af的比值。（2）定义式：/=二。（3）单位：m/s0（4）矢标性：线速度是矢量,其方向和半径垂直,和圆弧相切。（5）物理意义：描述圆周运动的物体通过弧长快慢的物理量。3.匀速圆周运动（1）定义：沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等的运动。（2）性质：线速度的方向是时刻变化的,所以是一种变速运动。［说明］匀速圆周运动是最简单的圆周运动形式，是一

2、种重要的曲线运动模型。匀速圆周运动是一种理想化的运动形式，许多物体的运动接近于这种运动（如钟表），具有一定的实际意义。一般的圆周运动，也可以取一段较短的吋间（或弧长）进行研究，则此吋可将其看成匀速圆周运动。①［判一判］1.匀速圆周运动是一种匀速运动，这里的“匀速”是指线速度不变（X）2.做匀速圆周运动的物体，其所受合力一定不为零（丁）3.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（X）4.做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同（X）二、角速度@1.定义：连接运动物体和圆

3、心的半径转过的角度A〃跟所用吋间At的比值叫圆周运动的角速度，用符号Q來表示。A02.定义式：3.国际单位：弧度/秒，符号rad/s。4.矢标性：角速度是矢量。匀速圆周运动的角速度大小和方向都不变，因此匀速圆周运动是角速度不变的运动。5.物理意义：用來描述物体沿圆心转动快慢的物理量。②［判一判］1・做匀速圆周运动的物体转过的角度越大，其角速度就越大（X）2.当半径一定吋，线速度与角速度成正比（丁）2.在描述圆周运动快慢的物理量中，线速度是矢量，周期、频率、转速是标量（J）三、转速与周期1.转速：转

4、速是指物体单位时间所转过的圏数。常用符号刀表示，单位是转每秒(r/s),或转每分(r/min)。2.周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的因迥叫做周期。用厂表示，单位是秒(s)。①［填一填］若钟表的指针都做匀速圆周运动，秒针的周期是,分针的周期是,秒针和分针的角速度之比是o解析：秒针的周期厂抄=1min=60s,分针的周期T分=1h=3600s。由•=牛得5少60答案：60s3600s60:1四、线速度与角速度的关系在圆周运动中，即线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积。［注意］(1)线速度和

5、角速度都是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，线速度侧重于描述物体通过弧长快慢的程度，而角速度侧重于描述物体转过圆心角的快慢程度。它们都有一定的局限性，其屮任何一个物理量3或少)都无法全面准确地反映做匀速圆周运动的物体的运动状态。(2)角速度是矢量，其方向在屮学阶段不做讨论。(3)注意区别角速度的单位rad/s和转速的单位r/s,分别表示每秒转过的角度和圈数"②［选一选］关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是()A.线速度大的角速度一定大B.线速度大的周期一定小C

6、.角速度大的半径一定小D.角速度大的周期一定小解析：选D由厂知，角速度与线速度、半径两个因素有关，线速度大的V角速度不一定大，A错误；同样，,半径与线速度、角速度两个因素有关，角速度大GJ2Ji厂的半径不一定小，c错误；由匸〒知，周期与半径、线速度两个因素有关，线速度大的周期不一定小，B错误；而由T=仝^可知，Q越大，T越小，D正确。CO课堂互动区师生共研突破史难shishenjgongyantupozfiongnanLWiRB览］1.描述圆周运动的掏理:&及相互关系2.三种传动装置及其涪点知识点

7、一描述周运动的物理量及相互关系3•匀逢圆周运动的多解问題1.线速度y与角速度3的关系(1)关系式：v=3厂。⑵理解：①当半径一定时，线速度的大小与角速度成正比，如图甲所示;②当角速度一定时，线速度的大小与半径成正比，如图乙所示;③当线速度一定时，半径与角速度成反比，如图丙、丁所示。2.线速度7与周期7•的关系9H厂因为做匀速圆周运动的物体，在一个周期内通过的弧长为271/,所以有7=—^.这表明，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

8、样的。3.角速度。与周期7,的关系因为做匀速圆周运动的物体，在一个周期内沿半径转过的角度为2兀，所以有耳。这表明，角速度与周期一定成反比，周期大的角速度一定小。4.频率f与角速度3、线速度y的关系3=2兀f,v=2nfr05.频率f与转速刀的关系的单位必须用r/s或r/min)。6.角速度3与转速〃的关系做圆周运动的物体每转过一圈转过的角度为2H,所以3=2兀刀(刀的单位r/s)o综上所述，圆周运动物理量Z间关系描述如图関刖运动各物理ht间的关系7.特别提醒(1)角速度3、线速度J