第二章 匀速圆周运动 第1节 圆周运动 核心素养导学 物理观念 (1)认识圆周运动、匀速圆周运动的特点。 (2)理解线速度的物理意义,知道匀速圆周运动中线速度的方向。 (3)理解角速度的物理意义。 (4)了解转速和周期的意义。 科学思维 (1)掌握线速度和角速度的关系。 (2)能在具体的情境中确定线速度和角速度。 (3)理解线速度、角速度、周期、转速等各量的相互关系。 科学态度与责任 会用描述匀速圆周运动的物理量分析有关问题;有主动将所学知识应用于日常生活的意识,能在合作中坚持自己的观点,也能尊重他人。 一、形形色色的圆周运动 描述匀速 圆周运动的物理量 1.圆周运动 (1)定义:物体的运动轨迹是 的运动。 (2)匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在任意相等时间内通过的 都相等。 2.线速度 (1)定义:物体做圆周运动通过的 与通过这段 所用时间的比。 (2)表达式:v= 。 (3)意义:描述做圆周运动的物体 。 (4)方向:线速度是矢量,方向与圆弧 ,与半径 。 (5)性质:线速度的方向 ,因此匀速圆周运动是一种 。 3.角速度 (1)定义:对于做匀速圆周运动的质点,连接质点和圆心的半径转过的 与转过 的比。 (2)表达式:ω= 。 (3)意义:描述物体绕圆心 。 (4)单位: ①角的单位:国际单位制中, 与 的比表示角的大小,其单位称为弧度,符号: 。 ②角速度的单位:弧度每秒,符号是 。 4.周期 (1)定义:做匀速圆周运动的物体, 所用的时间。 (2)意义:周期是描述匀速圆周运动 的物理量。 (1)匀速圆周运动中的“匀速”指的是线速度大小(速率)不变。 (2)线速度中的“线”主要强调其适用于描述圆周运动且区别于角速度。 二、线速度、角速度和周期之间的关系 1.线速度和周期:v= 。 2.角速度和周期:ω= 。 3.线速度和角速度:v= 。 1.如图是日常生活中常见到的圆周运动实例,请对以下结论作出判断: (1)游乐场的摩天轮转动的线速度不变。 ( ) (2)吊扇正常工作时各扇叶的角速度相等。 ( ) (3)吊扇正常工作时扇叶上各点的线速度大小相等。 ( ) (4)吊扇正常工作时扇叶上各点的周期相等。 ( ) 2.如图所示,市场出售的苍蝇拍,拍把长约30 cm,拍头是长为12 cm、宽为10 cm的长方形。这种拍的使用效果往往不好,当拍头打向苍蝇时,尚未打到,苍蝇就飞走了。有人将拍把增长到60 cm,结果是打一个准一个。 请对以上现象作出解释。 3.跷跷板的支点位于板的中点,两个小朋友坐在两端。在跷跷板运动的某一时刻,两个小朋友的线速度的大小关系及角速度的大小关系如何 新知学习(一) 描述圆周运动的物理量及其关系 [任务驱动] 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,那么篮球上不同位置的各点做圆周运动的角速度相同吗 线速度相同吗 [重点释解] 1.描述圆周运动的各物理量之间的关系 2.v、ω及r间的关系 由v=ωr知,当v、ω、r中有一个不变时,其他两个物理量间的变化关系: (1)当r一定时,v ∝ω,如图(a)所示。 (2)当ω一定时,v ∝r,如图(b)所示。 (3)当v一定时,ω∝,如图(c)或(d)所示。 [针对训练] 1.如图所示是浙江沿海的风力发电机,A、B是同一台发电机叶片上的两点。发电机工作时A、B两点的角速度大小分别为ωA、ωB,线速度大小分别为vA、vB,则 ( ) A.ωA>ωB B.ωA<ωB C.vA>vB D.vA
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