高中物理专题5.4圆周运动讲提升版含解析新人教版必修

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1、专题5.4圆周运动※知识点一、线速度1．定义线速度的大小等于质点通过的弧长Δs与通过这段弧长所用时间Δt的比值。2．公式：3．方向线速度是矢量，方向与圆弧相切，与半径垂直。4．匀速圆周运动(1)定义：沿着圆周，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，所以是一种变速运动。★【思考与讨论】(1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同吗？提示：不一定相同。做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移大小相等，但方向可能不同。(2)匀速圆周运动的线速度是不变的吗？匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”

2、的“匀速”一样吗？★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。※知识点二、角速度1．定义：连接物体与圆心的半径转过的角度与转过这一角度所用时间的比值。2．公式：ω＝。3．单位：弧度每秒，符号是rad/s或rad•s-1。4．物理意义用来描述物体沿圆心转动快慢的物理量。5．转速与周期转速周期定义物体单位时间内转过的圈数做圆周运动的物体，转

3、过一周所用的时间符号nT单位转每秒(r/s)转每分(r/min)秒(s)★【思考与讨论】1．做匀速圆周运动的物体，其角速度不变吗？提示：匀速圆周运动的角速度大小、方向均保持不变．2．若钟表的指针都做匀速圆周运动，秒针和分针的周期各是多少？角速度之比是多少？提示：秒针的周期T秒＝1min＝60s，分针的周期T分＝1h＝3600s.由ω＝得＝＝.※知识点三、线速度与角速度的关系1．两者关系在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积。2．关系式：v＝ωr。★【思考与讨论】如图为两种传动装置的模型图。试根据模型图讨论以下问题

4、：(1)甲图为皮带传动装置，试分析A、B两点的线速度及角速度关系。(2)乙图为同轴传动装置，试分析A、C两点的角速度及线速度关系。★匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、频率、转速的比较项目内容　　大小国际单位(符号)各物理量在图中示意联系线速度v＝＝米每秒(m/s)都是描述匀速圆周运动快慢的物理量，v＝＝ωr＝2πrf＝2πnr角速度ω＝弧度每秒(rad/s)频率f＝赫兹(Hz)周期T＝＝秒(s)转速n＝f＝转每秒(r/s)特别提醒：(1)v、ω、r间的关系为瞬时对应关系。(2)讨论v、ω、r三者关系时，先确保一个量不变，再确

5、定另外两个量间的正、反比关系。(3)公式v＝ωr适用于所有的圆周运动；关系式T＝适用于所有具有周期性运动的情况。★常见传动装置及其特点同轴传动皮带传动齿轮传动装置A、B两点在同轴的一个圆盘上两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点同轴传动皮带传动齿轮传动特点角速度、周期相同线速度相同线速度相同转动方向相同相同相反规律线速度与半径成正比：＝角速度与半径成反比：＝。周期与半径成正比：＝角速度与半径成反比：＝。周期与半径成正比：＝特别提醒：在处理传动装置中各物理量间的关

6、系时，关键是确定其相同的量(线速度或角速度)，再由描述圆周运动的各物理量间的关系，确定其他各量间的关系。【典型例题】【例题1】质点做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是(　　)A．因为v＝ωr，所以线速度v与轨道半径r成正比B．因为ω＝，所以角速度ω与轨道半径r成反比C．因为ω＝2πn，所以角速度ω与转速n成正比D．因为ω＝，所以角速度ω与周期T成反比【审题指导】1.如何理解v＝ωr，三者间有何比例关系？提示：(1)当半径相同时，线速度大的角速度也大，角速度大的线速度也大，且成正比．(2)当角速度相同时，半径大的线速度大，且成正

7、比．(3)当线速度相同时，半径大的角速度小，半径小的角速度大，且成反比．2．角速度、周期、转速都是描述转动快慢的物理量，它们之间有何关系？提示：周期与转速互为倒数，即T＝.三者间关系可表示为ω＝＝2πn，即角速度与周期成反比，与转速成正比．【答案】CD【解析】只有当ω一定时，线速度v才与轨道半径r成正比，所以A错误．同理v一定时，角速度ω才与轨道半径r成反比，所以B错误．在用转速或周期表示角速度时，角速度与转速成正比，与周期成反比，故C、D正确．【名师点睛】1．线速度是从运动快慢来描述圆周运动，角速度是从转动快慢来描述圆周运动

8、，二者各有侧重．2．描述圆周运动的物理量之间的关系是从匀速圆周运动推导出来的，但也适用于变速圆周运动．【针对训练】如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针看成匀速转动，那么它们的角速度之比为ω时∶ω分∶ω秒＝________________；设时针、分针、秒针的长度之比为1∶