《同步人教版高中物理必修二讲义》第章 圆周运动

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4．圆周运动
[学习目标]　1.[物理观念]知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动．
2.[物理观念]知道线速度、角速度的物理意义、定义式及单位．(重点)　3.[科学
思维]掌握线速度、角速度、周期、转速之间的关系．(重点、难点)　4.[科学方
法]理解匀速圆周运动的多解问题．(难点)
一、描述圆周运动的物理量
1．圆周运动
物体沿着圆周的运动，它的运动轨迹为圆，圆周运动为曲线运动，故一定
是变速运动．
2．线速度
(1)物理意义：描述圆周运动物体的运动快慢．
(2)定义公式：v＝.
(3)方向：线速度是矢量，其方向和半径垂直，和圆弧相切．
3．角速度
(1)物理意义：描述物体绕圆心转动的快慢．
(2)定义公式：ω＝.
(3)单位：弧度/秒，符号是 rad/s.
4．转速和周期
(1)转速：物体单位时间内转过的圈数．
(2)周期：物体转过一周所用的时间．
二、匀速圆周运动
1．定义：线速度大小处处相等的圆周运动．
2．特点
(1)线速度大小不变，方向不断变化，是一种变速运动．
(2)角速度不变(选填“变”或“不变”)．
(3)转速、周期不变(选填“变”或“不变”)．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)做圆周运动的物体，其线速度的方向是不断变化的． (√)
(2)线速度越大，角速度一定越大． (×)
1
(3)转速越大，周期一定越大． (×)
(4)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等． (√)
(5)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同． (×)
(6)匀速圆周运动是一种匀速运动． (×)
2．(多选)做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不变的是(　　)
A．速度　　　 B．速率
C．周期 D．转速
BCD　[速度是矢量，匀速圆周运动的速度方向不断改变；速率、周期、转
速都是标量，B、C、D正确．]
3．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．角速度大的半径一定小
D．角速度大的周期一定小
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．]
　描述圆周运动的物理量及其关系
1．描述圆周运动的各物理量之间的关系
2
2．描述圆周运动的各物理量之间关系的理解
(1)角速度、周期、转速之间关系的理解：物体做匀速圆周运动时，由 ω＝
＝2πn知，角速度、周期、转速三个物理量，只要其中一个物理量确定了，其
余两个物理量也唯一确定了．
(2)线速度与角速度之间关系的理解：由 v＝ω·r知，r一定时，v∝ω；v一
定时，ω∝；ω一定时，v∝r.
【例 1】　做匀速圆周运动的物体，10 s 内沿半径为 20 m 的圆周运动 100
m，试求物体做匀速圆周运动时：
(1)线速度的大小；
(2)角速度的大小；
(3)周期的大小．
[解析]　(1)依据线速度的定义式 v＝可得 v＝＝m/s＝10 m/s.
(2)依据 v＝ωr 可得，ω＝＝rad/s＝0.5 rad/s.
(3)T＝＝ s＝4π s.
[答案]　(1)10 m/s　(2)0.5 rad/s　(3)4π s
[跟进训练]
1．高速或超速离心机是基因提取中的关键设备，当超速离心机转速达 80
000 r/min 时，则关于距离超速离心机转轴 12 cm 处的质点，下列说法正确的是(
)
A．周期为 s
B．线速度大小为 320π m/s
C．角速度为 160 000π rad/s
3
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