6.1-1圆周运动—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册学案

第1节　圆周运动
【学习目标】
1．认识圆周运动、匀速圆周运动的特点，了解描述圆周运动快慢的基本思路，了解转速和周期的意义。
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，掌握线速度和角速度的关系。
4．能在具体的情境中确定线速度和角速度。
【问题导入】
将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？你能说出判断运动快慢的依据吗？
【知识梳理】
一、圆周运动
1．定义：运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动，圆周运动为曲线运动，故一定是变速运动．
二、描述圆周运动的物理量
1．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，其方向为物体做圆周运动时该点的切线方向．
2．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)方向：角速度是矢量，方向高中阶段不讨论，匀速圆周运动角速度大小方向均不变。
4．转速和周期
(1)转速：物体单位时间内转过的圈数。用符号n表示，常用单位有转每秒(r/s)或转每分(r/min)。
(2)周期：物体转过一周所用的时间。用符号T表示，
三、匀速圆周运动
1．定义：线速度大小不变的圆周运动，“匀速”是指速率不变。
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．
(3)转速、周期不变．
四、物理量间的关系

【学习过程】
任务一：描述圆周运动的物理量及其关系
[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，试求该物体做圆周运动时，
(1)线速度的大小；(2)角速度的大小；(3)周期的大小．

[变式训练1](多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，那么下列说法正确的是 ( 　)
A． 它们的半径之比为2∶9
B． 它们的半径之比为1∶2
C． 它们的周期之比为2∶3
D． 它们的周期之比为1∶3
任务二：匀速圆周运动的周期性
[例2]如图所示，小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动，当它运动到图中的a点时，在圆形槽中心O点正上方h处，有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出，结果恰好在a点与A球相碰．求：
(1)B球抛出时的水平速度多大？(2)A球运动的线速度为多大？
[变式训练2]如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速运动，角速度为ω．若飞镖恰好击中A点，则下列关系式正确的是(　　)

A．dv＝L2g
B．ωL＝π(1＋2n)v0(n＝0,1,2,3…)
C．v0＝ω
D．dω2＝gπ2(1＋2n)2(n＝0,1,2,3，…)
【巩固训练】
1．下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是 ( 　　)
A． 匀速圆周运动是匀速运动
B． 匀速圆周运动是变速运动
C． 匀速圆周运动的线速度不变
D． 匀速圆周运动的角速度不变
2．下列对于匀速圆周运动的说法中，错误的是 (　　)
A． 线速度不变的运动 B． 角速度不变的运动
C． 周期不变的运动 D． 转速不变的运动
3．(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
4．一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为 4.0 m。当他的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？周期是多少？


【答案提示】
[例1] 答案：(1) 10 m/s　(2)0．5 rad/s　(3)4π s
[变式训练1] 答案：AD
[例2] 答案：(1)R'(2)(n＝1,2,3，…)
[变式训练2] 答案：B　
1．答案：BD
2．答案：A
3．答案：BCD
4．答案：角速度是 0.5 rad/s，周期是12.6 s。