第1节 匀速圆周运动快慢的描述
【学习素养·明目标】 物理观念: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,了解转速和周期的意义.3.会用线速度、角速度、周期描述圆周运动.
科学思维:能在具体的情景中确定线速度和角速度与半径的关系.
一、线速度和角速度
1.匀速圆周运动
在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动
2.线速度
(1)定义:做匀速圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值.
(2)方向:总是沿圆周的切线方向.
(3)公式:v=.单位:国际单位为m/s.
3.角速度
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,连接物体和圆心的半径转过角度与所用时间的比值.
(2)公式:ω=.
(3)国际单位是弧度每秒,符号rad/s.
(4)匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动.
二、周期、频率和转速 线速度、角速度、周期的关系
1.周期、频率和转速
周期
|
周期性运动每重复一次所需要的时间,符号T,单位:s
|
频率
|
单位时间内运动重复的次数,f=,单位:Hz
|
转速
|
单位时间内转过的圈数,符号n,单位:r/min或r/s
|
2.线速度、角速度、周期的关系
(1)线速度和角速度关系:v=rω.
(2)线速度和周期的关系:v=.
(3)角速度和周期的关系:ω=.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)匀速圆周运动是变速曲线运动. (√)
(2)匀速圆周运动的线速度恒定不变. (×)
(3)匀速圆周运动的角速度恒定不变. (√)
(4)匀速圆周运动的周期相同,角速度大小及转速都相同. (√)
(5)匀速圆周运动的物体周期越长,转动得越快. (×)
(6)做匀速圆周运动的物体在角速度不变的情况下,线速度与半径成正比. (√)
2.(多选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
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.匀速圆周运动是线速度不变的运动
D.匀速圆周运动是线速度大小不变的运动
BD [这里的“匀速”,不是“匀速度”,也不是“匀变速”,而是速率不变,匀速圆周运动实际上是一种速度大小不变、方向时刻改变的变速运动,故B、D正确.]
3.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30 cm,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“120 km/h”上,可估算出该车轮的转速约为( )
A.1 000 r/s B.1 000 r/min
C.1 000 r/h D.2 000 r/s
B [由公式ω=2πn,得v=rω=2πrn,其中r=30 cm=0.3 m,v=120 km/h= m/s,代入得n= r/s,约为1 000 r/min.]