4.圆周运动
[学习目标] 1.知道什么是圆周运动,什么是匀速圆周运动. 2.知道线速度、角速度的物理意义、定义式及单位.(重点) 3.掌握线速度、角速度、周期、转速之间的关系.(重点、难点) 4.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. (×)
(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.]