高中物理（新人教必修二）：5.4《实验：研究平抛运动》2

欢迎进入物理课堂 4圆周运动 1 知道什么是匀速圆周运动 理解匀速圆周运动是变速运动 2 理解线速度的概念 知道线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度 理解角速度 周期和转速的概念 会用相关公式进行计算 3 理解线速度 角速度 周期 频率和转速之间的关系 会用相关公式进行计算 一 描述圆周运动的物理量 弧长 s 角度 一周 运动 垂直 相切 转动 矢量 r 温馨提示线速度大 角速度不一定大 即物体做圆周运动时运动得快 转动得不一定快 二 匀速圆周运动1 定义 质点沿圆周运动 在的时间里通过的相等的运动 2 运动特征 1 线速度的大小 角速度 周期 转速均 填 改变 或 不变 2 线速度的方向时刻 它是一种运动 相等 弧长 不变 改变 变速 上式表明 1 当半径r相同时 线速度v与角速度 成正比 2 当角速度 一定时 线速度v与半径r成正比 3 当线速度一定时 角速度 与半径r成反比 它们之间的函数关系图象如图5 4 1所示 图5 4 1 图5 4 2 图5 4 3 图5 4 4 教材资料分析思考与讨论 教材P16 点拨后轮和小齿轮同轴 有相同的角速度 由v r知 后轮半径大 边缘上的点的线速度大 运动得快 小齿轮与大齿轮用链条连接 边缘上的点有相同的线速度大小 故大 小齿轮边缘上的点运动得一样快 典例1 质点做匀速圆周运动 则 A 在任何相等的时间里 质点的位移都相等B 在任何相等的时间里 质点通过的路程都相等C 在任何相等的时间里 质点运动的平均速度都相等D 在任何相等的时间里 连接质点和圆心的半径转过的角度都相等 圆周运动的理解 解析质点做匀速圆周运动时 在相等的时间内通过的圆弧长度相等 即路程相等 B项正确 此时半径所转过的角度也相等 D项正确 但由于位移是矢量 在相等时间里 质点位移大小相等 方向却不一定相同 因此位移不一定相同 而平均速度也是矢量 虽然大小相等 但方向不尽相同 故A C项错误 答案BD 借题发挥匀速圆周运动的特点 1 变 与 不变 描述匀速圆周运动的四个物理量中 角速度 周期和转速恒定不变 线速度是变化的 2 性质 匀速圆周运动中的 匀速 不同于匀速直线运动中的 匀速 这里的 匀速 是 匀速率 的意思 匀速圆周运动是变速运动 变式1 匀速圆周运动属于 A 匀速运动B 匀加速运动C 加速度不变的曲线运动D 变加速的曲线运动解析匀速圆周运动的速率不变 速度方向时刻改变 加速度a大小不变 方向时刻指向圆心 故为变加速曲线运动 答案D 典例2 地球的半径为R 6400km 试计算 1 赤道上的物体随地球自转的角速度 线速度各是多少 2 在纬度为60 的地面上 物体随地球自转的角速度 线速度各是多少 圆周运动物理量间的关系 答案 1 7 27 10 5rad s465m s 2 7 27 10 5rad s232 6m s借题发挥应用关系式v r解题的关键是看哪个量保持不变 本题中物体在地球上各点时的角速度 相等 它的线速度v与做圆周运动的半径r成正比 故确定圆半径又是解决本题的另一个关键 变式2 汽车在公路上行驶一般不打滑 轮子转一周 汽车向前行驶的距离等于车轮的周长 某国产轿车的车轮半径约为30cm 当该型号的轿车在高速公路上行驶时 驾驶员面前速率计的指针指在 120km h 上 可估算出该车轮的转速约为 A 1000r sB 1000r minC 1000r hD 2000r s 典例3 如图5 4 5所示的皮带传动装置中 右边两轮连在一起同轴转动 图中三轮半径的关系为 r1 2r2 r3 1 5r1 A B C三点为三个轮边缘上的点 皮带不打滑 则A B C三点的线速度大小之比为 角速度之比为 周期之比为 传动问题 图5 4 5 图5 4 6 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全