2019-2020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(I)

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1、2019-2020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(I)一、线速度┄┄┄┄┄┄┄┄①1．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Δs与通过这段弧长所用时间Δt的比值。(2)定义式：v＝。(3)单位：m/s。(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

2、动。[说明]匀速圆周运动是最简单的圆周运动形式，是一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时间(或弧长)进行研究，则此时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(×)2．做匀速圆周运动的物体，其所受合力一定不为零(√)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(×)4．做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同(×)二、角速度┄┄┄

3、┄┄┄┄┄②1．定义：连接运动物体和圆心的半径转过的角度Δθ跟所用时间Δt的比值叫圆周运动的角速度，用符号ω来表示。2．定义式：ω＝。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：用来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(×)2．当半径一定时，线速度与角速度成正比(√)3．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(√)三、转速与周期┄

4、┄┄┄┄┄┄┄③1．转速：转速是指物体单位时间所转过的圈数。常用符号n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，转过一周所用的时间叫做周期。用T表示，单位是秒(s)。③[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________。解析：秒针的周期T秒＝1min＝60s，分针的周期T分＝1h＝3600s。由ω＝得＝。答案：60s　3600s　60∶1四、线速度与角速度的关系┄┄┄┄┄┄┄┄④在圆周运动中，v

5、＝ωr，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，其中任何一个物理量(v或ω)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，其方向在中学阶段不做讨论。(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。,④[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

6、．线速度大的角速度一定大B．线速度大的周期一定小C．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v＝ωr知，ω＝，角速度与线速度、半径两个因素有关，线速度大的角速度不一定大，A错误；同样，r＝，半径与线速度、角速度两个因素有关，角速度大的半径不一定小，C错误；由T＝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＝可知，ω越大，T越小，D正确。1.线速度v与角速度ω的关系(1)关系式：v＝ωr。(2)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

7、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v与周期T的关系因为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＝。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样的。3．角速度ω与周期T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2π，所以有ω＝。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ω、线速度v的关系ω＝2πf，v＝2πfr。5．频率f与转速n的

8、关系f＝n(n的单位必须用r/s或r/min)。6．角速度ω与转速n的关系做圆周运动的物体每转过一圈转过的角度为2π，所以ω＝2πn(n的单位r/s)。综上所述，圆周运动物理量之间关系描述如图7．特别提醒(1)角速度ω、线速度v、半径r之间的关系是瞬时对应关系。(2)公式v＝