物理意义描述质点沿圆周运动的快慢方向质点在-文档资料

合集下载

(完整版)圆周运动高考题(含答案),推荐文档

1 f; T匀速圆周运动二、匀速圆周运动的描述1．线速度、角速度、周期和频率的概念(1)线速度v 是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，是矢量，其大小为v =s=2r t T其方向沿轨迹切线，国际单位制中单位符号是m/s；（2）角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量，是矢量，其大小为==2t T在国际单位制中单位符号是rad／s；(3）周期T 是质点沿圆周运动一周所用时间，在国际单位制中单位符号是s；（4）频率f 是质点在单位时间内完成一个完整圆运动的次数，在国际单位制中单位符号是Hz；（5）转速n 是质点在单位时间内转过的圈数，单位符号为r ／s ，以及r／min．2、速度、角速度、周期和频率之间的关系线速度、角速度、周期和频率各量从不同角度描述质点运动的快慢，它们之间有关系v＝rω．T =，v =2，= 2 f 。

由上可知，在角速度一定时，线速度大小与半径成正比；在线速度一定时，角速度大小与半径成反比．三、向心力和向心加速度1.向心力（1）向心力是改变物体运动方向，产生向心加速度的原因．（2）向心力的方向指向圆心，总与物体运动方向垂直，所以向心力只改变速度的方向．2.向心加速度（1）向心加速度由向心力产生，描述线速度方向变化的快慢，是矢量．（2）向心加速度方向与向心力方向恒一致，总沿半径指向圆心；向心加速度的大小为v 2 a n=r 公式：=2r 42rT 21. 线速度V＝s/t＝2πr/T ；== v 2. 角速度 ω＝Φ/t ＝2π/T ＝2πf 3. 向心加速度 a ＝V 2/r ＝ω2r ＝(2π/T)2r4. 向心力 F 心＝mV 2/r ＝m ω2r ＝mr(2π/T)2＝m ωv=F 合5. 周期与频率：T ＝1/f6. 角速度与线速度的关系：V ＝ωr7. 角速度与转速的关系 ω＝2πn (此处频率与转速意义相同)8. 主要物理量及单位：弧长 s:米(m)；角度 Φ：弧度（rad ）；频率 f ：赫（Hz ）；周期 T ：秒（s ）；转速n ：r/s ；半径 r ：米（m ）；线速度 V ：（m/s ）；角速度 ω：（rad/s ）；向心加速度：（m/s 2）。

2.1圆周运动的描述

表达式单方位向
ω= t
θ
θ采用国际单位中的弧度制
弧度/秒。rad/s或rad·s-1 角速度是矢量，高中阶段不研究其方向。
匀速圆周运动是角速度不变的运动！
周期
定义符号单位物理意义关系物体运动一周所用的时间
频率
物体每秒钟所转过的圈数
转速
物体单位时间所转过的圈数
T
s
f
Hz
n
r/s或r/min
皮带传动：边缘处线速度大小相同
同轴转动：角速度相同
即学即练
【例1】已知：rA:rB:rC=3:1:1
A B o1 o2 C
1:1:3 ωA:ωB:ωC=______
3:1:3 则vA:vB:vC=_____
即学即练
【例2】做匀速圆周运动的物体,下面说法正确的是（ BCDE ） A.线速度不变 B.角速度不变 C.周期不变
（填“〈”、“〉”、“=”）
即学即练
7.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2。A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来，a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中（ A ）
1）同轴转动角速度的关系
同轴转动时各点的角速度相同
2）传动装置线速度的关系
皮带传动、齿轮传动、摩擦传动各轮边缘上的线速度相同
பைடு நூலகம்
对自行车三轮转动的描述
(1)A、B的线速度相同
(2)B、C的角速度相同 C
A
B (3)B的角速度比A的角速度大 (4)C的线速度比B的线速度大

圆周运动

2 2 2 2
三、非匀速圆周运动 1运动特点（1）速度大小和方向均变化的变速曲线运动. （2）加速度的方向不一定指向圆心，可以将加速度分解为向心加速度和切向加速度. 2向心力与合外力的关系将合外力沿半径方向和垂直于半径方向进行分解，其中沿半径方向指向圆心的分力叫做向心力，向心力产生向心加速度，其作用是改变速度方向；合外力沿垂直于半径方向的分力产生切向加速度，其作用是改变速度的大小 . 四、离心运动 1定义：做圆周运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动，即离心运动. ［温馨提示］当物体所受的合外力大于物体做圆周运动所需的向心力时，物体做圆周运动的轨道半径变小，逐渐靠近圆心做近心运动.
【思维提示】对小物块受力分析,根据小物块的运动状态判断受力特点（平衡或圆周运动）,列牛顿第二定律方程.
同类追踪
1下面表格是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h.
（1）根据上表中的数据，试写出h和r关系的表达式，并求出当r=440 m时，h的设计值；（2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证安全，要求内、外轨道均不向车轮施加侧向压力，已知我国铁路内、外轨的间距设计值为L=1 435 mm,结合上表数据，算出我国火车的转弯速率v（以km/h为单位，结果取整数，路轨倾角很小时，正切值按正弦值处理）. 解析：（1）分析表中数据可得:每组的h与r之积均等于常数，则： hr=660×50×10-3 m2=33 m2① 即hr=33 m2 当r=440 m时，将数据代入①式可得： h=75 mm.②
（10分）（2009年广东高考）如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心 OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块.求： (1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小； (2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度.

高中物理：匀速圆周运动问题知识点总结及解题技巧

一、匀速圆周运动的基本概念：1、匀速圆周运动的定义质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动。

2、描述匀速圆周运动快慢的物理量（1）线速度v①物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。

②定义：质点做圆周运动通过的弧长s和所用时间t的比值叫做线速度。

③大小：，单位：④方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。

由于质点做匀速圆周运动时的速度方向不断发生变化，所以匀速圆周运动是一种变速运动。

（2）角速度①物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。

②定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比值，就是质点运动的角速度。

③大小：单位：。

④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

（3）周期T和频率f①物理意义：周期和频率都是描述物体做圆周运动快慢的物理量。

②定义：做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。

用T表示，单位：s。

做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率。

用f表示，单位：Hz。

在国际单位制中是，在一些实际问题中常用的是每分钟多少转，用n表示，转速的单位为转每秒，即。

3、线速度、角速度、周期之间的关系（1）线速度和角速度间的关系如果物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，在时间t 内通过的弧长是s，半径转过的角度是，由数学知识知，于是有，即。

上式表明：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。

如图（a）所示。

②当角速度相同时，半径大的线速度大，且成正比。

如图（b）所示。

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。

如图（c）、（d）所示。

（2）线速度与周期的关系由于做匀速圆周运动的物体，在一个周期内通过的弧长为，所以有。

上式表明，只有当半径相同时，周期小的线速度大；当半径不同时，周期小的线速度不一定大，所以周期与线速度描述的快慢是不一样的。

（3）角速度与周期的关系由于做匀速圆周运动的物体，在一个周期内半径转过的角度为，则有。

质点的运动轨迹与速度

质点的运动轨迹与速度在物理学中，质点是指一个没有大小和形状的物体，它被用来研究物体的运动。

质点的运动轨迹与速度是物理学中非常重要的概念，它们可以帮助我们理解物体在空间中的运动规律。

一、质点的运动轨迹质点的运动轨迹是指质点在空间中所描述的路径。

当一个质点在空间中运动时，它的运动轨迹可以是直线、曲线、圆周等各种形状。

当质点做直线运动时，它的运动轨迹是一条直线。

直线运动是最简单的一种运动形式，质点在空间中沿着一条直线不停地前进。

当质点做曲线运动时，它的运动轨迹是一条曲线。

曲线运动可以分为两种情况：一种是质点在空间中做曲线运动，但在任意时刻速度的大小保持不变；另一种是质点在空间中做曲线运动，同时速度的大小也在不断变化。

当质点做圆周运动时，它的运动轨迹是一个圆。

圆周运动是一种特殊的曲线运动，质点在空间中围绕一个固定点做圆周运动。

二、质点的速度质点的速度是指质点在单位时间内所移动的距离。

速度是一个矢量量，它包括大小和方向两个方面。

当质点做匀速直线运动时，它的速度大小保持不变，方向也保持不变。

例如，一个质点以每秒10米的速度沿着东方向匀速运动。

当质点做变速直线运动时，它的速度大小在不断变化，但方向保持不变。

例如，一个质点在前半段以每秒10米的速度向东运动，后半段以每秒5米的速度向东运动。

当质点做曲线运动时，它的速度大小和方向都在不断变化。

例如，一个质点在做圆周运动时，它的速度大小保持不变，但方向随着运动位置的变化而不断改变。

三、质点的运动轨迹与速度的关系质点的运动轨迹和速度之间存在着密切的关系。

质点的运动轨迹决定了它的速度的变化规律，而质点的速度则反映了它的运动轨迹的特点。

当质点做直线运动时，它的速度大小和方向保持不变，因此运动轨迹是一条直线。

当质点做曲线运动时，它的速度大小和方向在不断变化，因此运动轨迹是一条曲线。

曲线的形状和速度的变化规律密切相关，通过研究速度的变化可以推断出质点的运动轨迹。

当质点做圆周运动时，它的速度大小保持不变，但方向不断改变，因此运动轨迹是一个圆。

高中物理必修一圆周运动

自行车车轮每分钟转120周,车轮半径为35cm,则自行车前进的速度多大?
一电动机铭牌上标明其转子转速为1440r/min,则可知转子匀速转动时,周期为____s,角速度____
小车
两个重要的结论
1）传动装置线速度的关系
a、皮带传动－线速度相等
b、齿轮传动－线速度相等
同一传动各轮边缘上线速度相同
描述圆周运动快慢的物理量
矢量
1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 2、定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。 Δl是弧长并非位移 3、大小： Δl v = Δt
∆l
当Δt 很小很小时（趋近零）？
4、单位：m/s
5、方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。
描述物体做圆周运动的快慢 1 n=f= T
频率越高表明物体运转得越快！转速n越大表明物体运动得越快！
思考
线速度、角速度与周期的关系？设物体做半径为 r 的匀速圆周运动：
线速度与周期的关系：角速度与周期的关系：
v=
ω=
2πr
T
2π
T
思考
线速度与角速度的关系？设物体做半径为r的匀速圆周运动，在Δt内通过的弧长为Δl ，半径转过的角度为Δθ ∆l
O' O R' R'
O' O
θ
R
θ
R
课后练习
地球半径R=6.4×106m，地球赤道上的物体A随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大？若OB与OA成30 则B物体的周期、角速度和线速度各是多大？
0
地、月快慢之争
地球:我绕太阳运动1秒走29.79千米，你绕我1秒才走1.02千米，你太慢了！月亮:你一年才绕一圈，我28天就绕一圈，你才慢呢！

2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第五章第四节圆周运动 Word版含答案

第四节圆周运动[学习目标] 1.理解线速度、角速度、转速、周期等概念，会对它们进行定量计算． 2.知道线速度、角速度、周期之间的关系． 3.理解匀速圆周运动的概念和特点．[同学用书P 19]一、线速度(阅读教材P 16～P 17)1．定义：物体做圆周运动通过的弧长与所用时间的比值．2．定义式：v ＝ΔsΔt.3．矢标性：线速度是矢量，其方向和半径垂直，和圆弧相切． 4．物理意义：描述质点沿圆周运动快慢的物理量． 5．匀速圆周运动(1)定义：线速度的大小处处相等的圆周运动．(2)性质：线速度的方向是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种变速运动．拓展延长►———————————————————(解疑难) 对线速度的理解假如时间Δt 较长，则线速度的大小实际上等同于以前学过的“平均速率”，因此理解线速度时必需强调Δt 表示很短的时间，此时线速度等同于以前学过的“瞬时速度”，因此理解线速度时只需理解为物体做圆周运动的瞬时速度即可．1.关于匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．匀速圆周运动是变速运动B ．匀速圆周运动的速率不变C ．任意相等时间内通过的位移相等D ．任意相等时间内通过的路程相等提示：选ABD.由线速度的定义知，速度的大小不变，也就是速率不变，但速度方向时刻转变，选项A 、B 正确．做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等，选项C 错误，选项D 正确．二、角速度及单位(阅读教材P 17～P 18)1．定义：物体与圆心的连线扫过的角度与所用时间的比值．2．定义式：ω＝ΔθΔt.3．单位：弧度每秒，符号是rad/s 或rad·s －1.4．物理意义：描述质点沿圆周转动快慢的物理量． 5．转速和周期(1)转速：单位时间内物体转过的圈数，常用n 表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)． (2)周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间，用T 表示，国际制单位为秒(s)．拓展延长►———————————————————(解疑难) 1．方向：角速度是矢量，其方向在中学阶段不做争辩． 2．对角速度的理解线速度和角速度都是描述做匀速圆周运动的物理量，线速度侧重于物体通过弧长的快慢程度；而角速度侧重于物体转过角度的快慢程度．它们都有肯定的局限性．例如，地球围绕太阳运动的线速度约是3×104 m/s ，这个数值是较大的，但它的角速度却很小，其值为2×10－7 rad/s.事实上是由于地球绕太阳做圆周运动的轨道半径很大，所以线速度较大，但由于一年才转一周，角速度却很小．因此为了全面精确地描述物体做圆周运动的状态必需用线速度和角速度．3．匀速圆周运动是角速度大小、方向均不变的圆周运动.2.若钟表的指针都做匀速圆周运动，秒针和分针的角速度之比是多少？提示：转动一周，扫过的角度为Δθ＝2π，秒针用时Δt ＝60秒，分针用时3 600秒，秒针角速度为：ω秒＝2π60，分针角速度为：ω分＝2π3 600，则ω秒ω分＝3 60060＝601. 三、线速度与角速度的关系(阅读教材P 18)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 .拓展延长►———————————————————(解疑难) 对v 、ω、r 三者关系的理解1．当半径r 相同时，线速度v 与角速度ω成正比． 2．当角速度ω肯定时，线速度v 与半径r 成正比． 3．当线速度肯定时，角速度ω与半径r 成反比．3.质点做匀速圆周运动时，推断下列说法的正误：(1)由于v ＝ωr ，所以线速度v 与轨道半径r 成正比．( )(2)由于ω＝vr，所以角速度ω与轨道半径r 成反比．( )(3)由于v ＝ωr ，所以线速度v 与角速度ω成正比．( )(4)由于r ＝vω，所以轨道半径与线速度成正比，与角速度成反比．( )提示：(1)× (2)× (3)× (4)×对匀速圆周运动的理解[同学用书P 20]1．匀速圆周运动的特点 (1)线速度大小是恒定的．(2)匀速圆周运动是角速度不变的运动．做匀速圆周运动的物体，在单位时间里所通过的弧长相等，转过的角度也相等． (3)匀速圆周运动的转速与周期也保持不变．做匀速圆周运动的物体，在单位时间内所转过的圈数相等，每转一周所用的时间也相等． 2．匀速圆周运动中“匀速”的含义匀速圆周运动是一种变加速曲线运动，虽然匀速圆周运动的线速度大小不变，但线速度的方向时刻在发生变化，所以匀速圆周运动是速率不变的运动，而不是速度不变的运动．故“匀速”的含义是线速度的大小不变，角速度不变．——————————(自选例题，启迪思维)下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是( )A ．是线速度不变的运动B ．是角速度不变的运动C ．是角速度不断变化的运动D ．是相对圆心位移不变的运动[解析] 匀速圆周运动的角速度保持不变，线速度大小保持不变，方向时刻变化，选项A 、C 错误，选项B 正确；相对圆心的位移大小不变，方向时刻变化，选项D 错误．[答案] B质点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( ) ①在任何相等的时间里，质点的位移都相等 ②在任何相等的时间里，质点通过的弧长都相等③在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同④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 A ．①② B ．③④ C ．①③ D ．②④[解析] 匀速圆周运动是变速运动，故在相等的时间内通过的弧长相等，但位移方向不同，故①错，②正确．由于角速度是不变的，故④正确．平均速度是位移与时间的比值，所以③错．本题选D. [答案] D圆周运动中各物理量之间的关系[同学用书P 21]——————————(自选例题，启迪思维)(2021·聊城高一检测)质点做匀速圆周运动时( ) A ．线速度越大，其转速肯定越大 B ．角速度大时，其转速肯定大C ．线速度肯定时，半径越大，则周期越长D ．无论半径大小如何，角速度越大，则质点的周期肯定越长[思路点拨] 解决这类题目的方法是：确定哪个量不变，查找各物理量之间的联系，机敏选取公式进行分析．[解析] 匀速圆周运动的线速度v ＝Δs Δt ＝2πrn 1＝2πrn ，则n ＝v2πr，故线速度越大，其转速不肯定越大，由于还与r 有关，A 错误；匀速圆周运动的角速度ω＝ΔθΔt ＝2πn 1＝2πn ，则n ＝ω2π，所以角速度大时，其转速肯定大，B 正确；匀速圆周运动的周期T ＝2πrv，则线速度肯定时，半径越大，则周期越长，C 正确；匀速圆周运动的周期T ＝2πω，与半径无关，且角速度越大，则质点的周期肯定越短，D 错误．[答案] BC甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间内甲转过60°，乙转过45°，则它们的线速度之比为( )A ．1∶4B ．2∶3C ．4∶9D ．9∶16[解析] 由题意知，甲、乙两物体的角速度之比ω1∶ω2＝60°∶45°＝4∶3，故两物体的线速度之比v 1∶v 2＝ω1r ∶ω22r ＝2∶3.选项B 正确． [答案] B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 ，试求物体做匀速圆周运动时： (1)线速度的大小； (2)角速度的大小； (3)周期的大小．[解析] (1)依据线速度的定义式v ＝st可得v ＝s t ＝10010m/s ＝10 m/s. (2)依据v ＝ωr 可得ω＝v r ＝1020rad/s ＝0.5 rad/s.(3)由ω＝2πT 可知T ＝2πω＝2π0.5s ＝4π s.[答案] (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s[感悟提升] (1)解决匀速圆周运动问题时，可以把ω、T 、f 、n 视为等价物理量，即知其一，便知其他三个物理量．(2)若比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，若比较物体绕圆心转动的快慢看周期、角速度、转速或频率．三种传动装置及其特点[同学用书P 21]同轴转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上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：v Av B＝r R角速度与半径成反比：ωA ωB ＝rR.周期与半径成正比：T A T B ＝R r角速度与半径成反比：ωA ωB ＝r 2r 1.周期与半径成正比：T A T B ＝r 1r 2——————————(自选例题，启迪思维)如图所示的传动装置中，B 、C 两轮固定在一起绕同一转轴转动，A 、B 两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA ＝rC ＝2rB .若皮带不打滑，求A 、B 、C 轮边缘的a 、b 、c 三点的角速度之比和线速度之比．[思路点拨] (1)A 、B 两轮之间属于皮带传动，a 、b 两点线速度大小相等． (2)B 、C 两轮之间属于同轴转动，b 、c 两点角速度相等． (3)v 、ω的关系式：v ＝ωr .[解析] A 、B 两轮通过皮带传动，皮带不打滑，A 、B 两轮边缘上点的线速度大小相等，即v a ＝v b ，故v a ∶v b ＝1∶1B 、C 两个轮子固定在一起，绕同一转轴转动，它们上面的任何一点具有相同的角速度，即ωb ∶ωc ＝1∶1由于ω＝vr ，v a ＝v b ，r A ＝2r B所以ωa ∶ωb ＝r B ∶r A ＝1∶2 又由于v ＝rω，ωb ＝ωc ，r C ＝2r B 所以v b ∶v c ＝r B ∶r C ＝1∶2 综上可知：ωa ∶ωb ∶ωc ＝1∶2∶2 v a ∶v b ∶v c ＝1∶1∶2.[答案] 1∶2∶2 1∶1∶2如图所示为一种齿轮传动装置，忽视齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1∶3，则在传动的过程中( )A ．甲、乙两轮的角速度之比为3∶1B ．甲、乙两轮的周期之比为3∶1C ．甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3∶1D ．甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为1∶1 [解析] 这种齿轮传动，与不打滑的皮带传动规律相同，即两轮边缘的线速度相等，故C 错误；依据线速度的定义v ＝Δs Δt 可知，弧长Δs ＝v Δt ，故D 正确；依据v ＝ωr 可知ω＝vr，又甲、乙两个轮子的半径之比r 1∶r 2＝1∶3，故甲、乙两轮的角速度之比ω1∶ω2＝r 2∶r 1＝3∶1，故A 正确；周期T ＝2πω，所以甲、乙两轮的周期之比T 1∶T 2＝ω2∶ω1＝1∶3，故B 错误．[答案] AD (2021·成都外国语学校高一月考)如图所示的装置中，已知大齿轮的半径是小齿轮半径的3倍，A 点和B 点分别在两轮边缘，C 点离大轮轴距离等于小轮半径．若不打滑，则它们的线速度之比v A ∶v B ∶v C 为( )A ．1∶3∶3B ．1∶3∶1C ．3∶3∶1D ．3∶1∶3[解析] A 、C 两点转动的角速度相等，由v ＝ωr 可知，v A ∶v C ＝3∶1；A 、B 两点的线速度大小相等，即v A ∶v B ＝1∶1；则v A ∶v B ∶v C ＝3∶3∶1.[答案] C[规律总结] 在处理传动装置中各物理量间的关系时，首先确定相等的量(线速度或角速度)，再由各物理量间的关系式确定其他各量间的关系．[同学用书P 22]典型问题——圆周运动的周期性引起的多解问题做匀速圆周运动的物体，经过周期的整数倍时间，其位置不变．由于周期性的存在，易引起运动中的时间、速度等存在多解性问题．[范例]如图所示，质点A 从某一时刻开头在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，动身点与圆心等高，与此同时位于圆心的质点B 自由下落．已知圆周半径为R ，求质点A 的角速度ω满足什么条件时，才能使A 、B 相遇．[解析] 要使质点A 和质点B 相遇，则它们从开头运动到相遇经受的时间应相等，即t A ＝t B ，考虑到圆周运动的周期性，质点A 从开头运动到相遇经受的时间为t A ＝34T ＋nT (n ＝0,1,2,3，…)对于质点B ，由自由落体运动规律R ＝12gt 2B得t B ＝2Rg由圆周运动的周期公式有T ＝2πω解上述方程得ω＝⎝⎛⎭⎫n ＋34π2g R (n ＝0,1,2,3，…) [答案] ω＝⎝⎛⎭⎫n ＋34π2g R (n ＝0,1,2,3，…) [名师点评] (1)把圆周运动与其他形式的运动联系起来的“桥梁”通常是时间，因此找出两种运动的时间关系是解决这类问题的关键．(2)留意圆周运动的周期性造成的多解．分析问题时可表示出一个周期内的状况，再依据周期性，在转过的角度θ上再加上2n π，n 的取值应视状况而定．为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴上固定两个薄圆盘A 、B ，A 、B 平行相距2 m ，轴杆的转速为3 600 r/min ，子弹穿过两盘留下两弹孔a 、b ，测得两弹孔半径的夹角是30°，如图所示，则该子弹的速度可能是( )A ．360 m/sB ．720 m/sC ．1 440 m/sD ．108 m/s解析：选C.子弹从A 盘到B 盘，盘转动的角度θ＝2πn ＋π6(n ＝0,1,2,3，…)，盘转动的角速度ω＝2πT ＝2πf ＝2πn ＝2π×3 60060rad/s ＝120π rad/s.子弹在A 、B 间运动的时间等于圆盘转动θ角所用的时间，即 2 m v ＝θω，所以v ＝2ωθ＝2×120π2πn ＋π6m/s(n ＝0,1,2,3，…)，v ＝1 44012n ＋1 m/s(n ＝0,1,2,3，…)． n ＝0时，v ＝1 440 m/s ； n ＝1时，v ≈110.77 m/s ； n ＝2时，v ＝57.6 m/s ； ……[同学用书P 23][随堂达标]1．做匀速圆周运动的物体( )A ．因相等时间内通过的弧长相等，所以线速度恒定B ．假如物体在0.1 s 内转过30°，则角速度为300 rad/sC ．若半径r 肯定，则线速度与角速度成正比D ．若半径为r ，周期为T ，则线速度v ＝2πrT解析：选CD.线速度v ＝st，反映质点沿圆弧运动的快慢程度，是矢量，大小恒定，方向沿圆弧切线方向，在不断地转变，故不能说线速度恒定，故A 错误．角速度ω＝φt，反映质点与圆心的连线转动的快慢，国际单位为rad/s ，B 中应为ω＝π60.1 rad/s ＝5π3rad/s ，故B 错误．线速度与角速度的关系为v ＝ωr ，由该式可知，r 肯定时，v ∝ω；ω肯定时，v ∝r ，故C 正确．物体转动一周时间为T ，由线速度与角速度的定义，在特殊状况下(转一周)线速度与角速度的表达式分别为v ＝2πr T ，ω＝2πT ，故D 正确．2．(2021·济南高一检测)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 ．线速度大的角速度肯定大B ．线速度大的周期肯定小C ．角速度大的半径肯定小D ．角速度大的周期肯定小解析：选D.由v ＝ωr 知ω＝vr，角速度与线速度、半径两个因素有关，线速度大的角速度不肯定大，A错误．r ＝v ω，只有当线速度肯定时，角速度大的半径才小，C 错误．由T ＝2πrv知，周期与半径、线速度两个因素有关，线速度大的周期不肯定小，B 错误．而由T ＝2πω可知，ω越大，T 越小，D 正确．3．(2021·唐山一中高一检测)一小球被细线拴着做匀速圆周运动，其半径为2 m ，角速度为1 rad/s ，则( ) A ．小球的线速度为1.5 m/sB ．小球在3 s 的时间内通过的路程为6 mC ．小球做圆周运动的周期为5 sD ．以上说法都不正确解析：选B.由v ＝ωr 知线速度大小为2 m/s ，A 错误；3 s 内路程s ＝vt ＝6 m ，B 正确；由T ＝2πω知周期为2π s ，C 错误．4．如图所示，主动轮M 通过皮带带动从动轮N 做匀速转动，a 是M 轮上距轴O 1的距离等于M 轮半径一半的点，b 、c 分别是N 轮和M 轮轮缘上的点，已知在皮带不打滑的状况下，N 轮的转速是M 轮的3倍，则( )A ．a 、b 两点的角速度之比为3∶1B ．a 、b 两点的线速度之比为1∶2C ．b 、c 两点的周期之比为1∶3D ．a 、c 两点的线速度之比为1∶2解析：选BCD.因n N ＝3n M ，即n b ＝3n c .ωb ＝3ωc ，a 、c 两点同轴转动，所以ωa ＝ωc ，ωb ＝3ωa ，即ωa ∶ωb＝1∶3，A 错误；因v b ＝v c ，v c ＝2v a ，所以v a ∶v b ＝1∶2，B 正确；因T b ＝2πωb ，T c ＝2πωc ，所以T b ∶T c ＝1∶3，C正确；因r c ＝2r a ，所以v a ∶v c ＝1∶2，D 正确．5．(选做题)(2022·高考天津卷)半径为R 的水平圆盘绕过圆心O 的竖直轴匀速转动，A 为圆盘边缘上一点．在O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 水平抛出时，半径OA 方向恰好与v 的方向相同，如图所示．若小球与圆盘只碰一次，且落在A 点，重力加速度为g ，则小球抛出时距O 的高度h ＝________，圆盘转动的角速度大小ω＝________.解析：由平抛运动的规律结合圆周运动的学问求解．小球做平抛运动，在竖直方向：h ＝12gt 2①在水平方向R ＝vt ②由①②两式可得h ＝gR 22v2③小球落在A 点的过程中，OA 转过的角度θ＝2n π＝ωt (n ＝1,2,3，…)④由②④两式得：ω＝2n πvR(n ＝1,2,3，…)答案：见解析 [课时作业] 一、选择题 1．(2021·廊坊高一检测)有一棵大树将要被伐倒的时候，有阅历的伐木工人就会双眼紧盯树梢，依据树梢的运动情形就能推断大树正在朝哪个方向倒下，从而避开被倒下的大树砸伤．从物理学问的角度来解释，以下说法正确的是( )A ．树木开头倒下时，树梢的角速度最大，易于推断B ．树木开头倒下时，树梢的线速度最大，易于推断C ．树木开头倒下时，树梢的周期较大，易于推断D ．伐木工人的阅历缺乏科学依据解析：选B.树木开头倒下时，树各处的角速度一样大，故A 项错误．由T ＝2πω知，树各处的周期也一样大，故C 项错误．由v ＝ωr 知，树梢的线速度最大，易推断树倒下的方向，故B 项正确，D 项错误． 2．甲、乙两物体分别做匀速圆周运动，假如它们转动的半径之比为1∶5，线速度之比为3∶2，则下列说法正确的是( )A ．甲、乙两物体的角速度之比是2∶15B ．甲、乙两物体的角速度之比是10∶3C ．甲、乙两物体的周期之比是2∶15D ．甲、乙两物体的周期之比是10∶3解析：选C.由v ＝ωr 得ω1ω2＝v 1r 1∶v 2r 2＝v 1v 2·r 2r 1＝32×51＝152，A 、B 错误，由ω＝2πT 得T 1T 2＝ω2ω1＝215，C 正确、D错误．3.(多选)如图所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r 1，从动轮的半径为r 2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是( )A ．从动轮做顺时针转动B ．从动轮做逆时针转动C ．从动轮的转速为r 1r 2nD ．从动轮的转速为r 2r 1n解析：选BC.由于皮带不打滑，两轮缘上各点的线速度大小相等，各点做圆周运动的速度方向为切线方向，则皮带上的M 、N 点均沿MN 方向运动，从动轮沿逆时针方向转动，A 错B 对．依据线速度与角速度的关系式：v ＝rω，ω＝2πn 得n ∶n 2＝r 2∶r 1，所以n 2＝r 1r 2n ，C 对D 错．4.(多选)如图所示，一个环绕中心线AB 以肯定的角速度转动，下列说法中正确的是( ) A ．P 、Q 两点的角速度相同 B ．P 、Q 两点的线速度相同C ．P 、Q 两点的角速度之比为3∶1D ．P 、Q 两点的线速度之比为3∶1解析：选AD.同一圆周上各点的周期和角速度都是相同的，选项A 正确，选项C 错误；设角速度为ω，半径为r ，则P 、Q 两点的线速度分别为v P ＝ωr sin 60°，v Q ＝ωr sin 30°，得v P ∶v Q ＝3∶1，选项B 错误，选项D 正确．5．如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r 1、r 2、r 3.若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为( )A.r 1ω1r 3B.r 3ω1r 1C.r 3ω1r 2D.r 1ω1r 2解析：选A.本题属于摩擦传动，摩擦传动的特点是各个轮边缘的线速度大小相等，即v 1＝v 2＝v 3，则有ω1r 1＝ω2r 2＝ω3r 3，可得A 选项正确．6.机械手表(如图)的分针与秒针从第一次重合至其次次重合，中间经受的时间为( ) A.5960min B ．1 min C.6059 min D.6160min 解析：选C.先求出分针与秒针的角速度为ω分＝2π3 600 rad/s ，ω秒＝2π60 rad/s.设两次重合的时间间隔为Δt ，则有φ分＝ω分Δt ，φ秒＝ω秒Δt ，φ秒－φ分＝2π，即Δt ＝2πω秒－ω分＝2π2π60－2π3 600s ＝3 60059s ＝6059 min ，故选项C 正确．7.(2021·福州高一检测)半径为R 的大圆盘以角速度ω旋转，如图所示．有人站在盘边P 点上随盘转动，他想用枪击中圆盘中心的目标O ，若子弹的速度为v 0，则( )A ．枪应瞄准目标O 射去B ．枪应向PO 的右方偏过θ角射去，而cos θ＝ωRv 0C ．枪应向PO 的左方偏过θ角射去，而tan θ＝ωRv 0D ．枪应向PO 的左方偏过θ角射去，而sin θ＝ωRv 0解析：选D.子弹同时参与两个运动：沿P 点切线方向的运动，速度为ωR ；沿枪口方向的匀速运动．合成的速度沿PO 方向，如图所示，枪应向PO 的左方偏过θ角射去，且sin θ＝ωRv 0，故D 正确．8.(2021·绵阳高一检测)如图所示，直径为d 的纸制圆筒，以角速度ω绕中心轴匀速转动，把枪口垂直对准圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发觉圆筒上只有一个弹孔，则子弹的速度不行能是( )A.dωπB.dω2πC.dω3πD.dω5π 解析：选B.圆筒上只有一个弹孔，表明子弹从同一个位置进入和离开圆筒，故子弹穿过圆筒的时间t 内，转过的角度θ＝(2n ＋1)π(n ＝0,1,2…)，故子弹的速度v ＝d t ＝dωθ＝dω(2n ＋1)π.n ＝0时，v ＝dωπ，A 对．n ＝1时，v＝dω3π，C 对．n ＝2时，v ＝dω5π，D 对．故子弹的速度不行能是dω2π，选项B 符合题意． ☆9.某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A 、B ，A 盘固定一个信号放射装置P ，能持续沿半径向外放射红外线，P 到圆心的距离为28 cm.B 盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q ，Q 到圆心的距离为16 cm.P 、Q 转动的线速度相同，都是4π m/s.当P 、Q 正对时，P 发出的红外线恰好进入Q 的接收窗口，如图所示，则Q 每隔肯定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值应为( )A ．0.56 sB ．0.28 sC ．0.16 sD ．0.07 s解析：选A.依据公式T ＝2πrv可求出，P 、Q 转动的周期分别为T 1＝0.14 s 和T 2＝0.08 s ，依据题意，只有当P 、Q 同时转到题图所示位置时，Q 才能接收到红外线信号，所以所求的最小时间应当是它们转动周期的最小公倍数，即0.56 s ，所以选项A 正确．☆10.如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图，A 、B 为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为r .在放音结束时，磁带全部绕到了B 轮上，磁带的外缘半径为R ，且R ＝3r .现在进行倒带，使磁带绕到A 轮上．倒带时A 轮是主动轮，其角速度是恒定的，B 轮是从动轮．经测定磁带全部绕到A 轮上需要的时间为t .则从开头倒带到A 、B 两轮的角速度相等所需要的时间为( )A.t2 B.5－12t C.6－12t D.7－12t解析：选B.由于A 轮角速度肯定，A 轮磁带外缘半径随时间均匀增加，线速度v ＝ωr ，故线速度大小随时间t 均匀增加，可将磁带的运动等效为匀变速直线运动模型处理．整个过程中，设A 轮外缘初速度为v ，则末速度为3v ，运动时间为t ，加速度为a ，位移即磁带总长度为x ，由匀变速直线运动规律：(3v )2－v 2＝2ax,3v ＝v ＋at ，当磁带有一半绕到A 轮上时，两轮半径相等、两轮角速度相同，此时，v ′2－v 2＝ax ，v ′＝v ＋at ′，解得：v ′＝5v ，t ′＝5－12t ，B 项正确．二、非选择题 11.(2021·厦门高一检测)如图所示，一雨伞边缘的圆周半径为r ，距地面高为h ，当雨伞在水平面内以角速度ω匀速转动时，雨滴从伞边缘甩出，这些雨滴在地面形成一个圆，则此圆的半径R 为多少？解析：甩出的雨滴沿伞边缘飞出做平抛运动，其速度v 0＝ωr ，平抛下落的时间为t ＝2hg ；水平位移x＝v 0t .由图可知，甩出的雨滴落地形成的圆半径为R ＝r 2＋x 2＝r 2＋ω2r 22hg＝rg ＋2ω2hg.答案：rg ＋2ω2hg12.如图所示，B 物体放在光滑的水平地面上，在水平力F 的作用下由静止开头运动，B 物体的质量为m ，同时A 物体在竖直面内由M 点开头做半径为r 、角速度为ω的匀速圆周运动．求满足使A 、B 速度相同的力F 的取值．解析：速度相同即大小、方向相同，B 为水平向右，A 肯定要在最低点才能保证速度水平向右．由题意可知，当A 从M 点运动到最低点时t ＝nT ＋34T (n ＝0,1,2，…)，线速度v ＝ωr对于B (初速度为0)：v ＝at ＝F m ⎝⎛⎭⎫nT ＋34T ＝Fm ⎝⎛⎭⎫n ＋342πω 解得F ＝2mω2rπ(4n ＋3)(n ＝0,1,2，…)．答案：F ＝2mω2rπ(4n ＋3)(n ＝0,1,2，…)。

高中物理知识点总结：圆周运动的概述

一. 教学内容：圆周运动的概述二. 具体内容：知识点1 圆周运动的概述1. 圆周运动的定义指物体沿着圆周的运动，即物体运动的轨迹是圆的运动。

2. 描述圆周运动的物理量（1）线速度①定义：质点沿圆周运动通过的弧长△l与所需时间△t的比值叫做线速度。

②物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。

③大小：）如果△t取得很小，v就为瞬时线速度，此时△l的方向就与半径垂直，即沿该点的切线方向。

④方向：质点在圆周上某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。

（2）角速度①定义：在圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径所转过的角度△<style=' >与所用时间△t的比值，就是质点运动的角速度。

②物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。

③大小：。

）（3）周期T，频率f和转速n周期：做圆周运动的物体运动一周所用的时间，用T表示，单位为秒（s）。

频率：做圆周运动的物体在1s内沿圆周绕圆心转过的圈数，用f表示，单位为赫兹（Hz）。

转速：做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，用n表示，单位为转每秒（）或转每分（3. 运动性质圆周运动一定是变速运动，因为速度是矢量，只要方向改变就说明速度发生了改变，而圆周运动的速度方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变速运动，做圆周运动的物体一定具有加速度，它受的合力一定不为零。

知识点2 匀速圆周运动1. 匀速圆周运动（1）定义：物体沿着圆周运动，并且线速度大小处处相等的运动。

（2）特点：线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的。

（3）性质：是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动。

2. 运动性质匀速圆周运动的速度大小显然不变，但方向时刻在变，因而它是变速运动，并不是匀速运动，因为匀速圆周运动是变速运动，所以是有加速度的，故做匀速圆周运动的物体所受的合外力一定不为零。

思考：匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗？知识点3 描述圆周运动的各物理量之间的关系1. 线速度与角速度的关系在中，取，则△，比较可见，这个重要的关系也可以由。

高中物理匀速圆周运动快慢的描述

不打滑皮带上及轮边缘上各点的线速度相同
共轴转动的轮上各点的角速度相同
1．如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )A．a、b和c三点的线速度大小相等B．a、b和c三点的角速度相等C．a、b的角速度比c的大D．c的线速度比a、b的大
（3）转速：一定时间内物体运动的圈数，符号n.单位:转每秒 (r/s) 转每分 (r/min)
（1）周期:做圆周运动的物体运动一周的时间,符号T.单位:秒(s)
（2）频率:一秒内质点完成周期性运动的次数,符号f.单位:赫兹(Hz)
T大运动得慢，T小运动得快
频率越高表明物体运动得越快！
转速n越大表明物体运动得越快！
（5）线速度是矢量，方向为圆周上任意点的切线方向。
s是弧长并非位移
1、线速度
（1）物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。
（2）定义：质点所在的半径转过圆心角φ和所用时间t的比值叫做角速度。
（3）大小：
（4）单位：rad/s
φ采用弧度制
2、角速度
描述圆周运动快慢的物理量
（5）角速度是矢量，匀速圆周运动是角速度不变的运动。
课堂练习
B
2．如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3。若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为 ( )
课堂练习
A
3.(多选)如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n1，转动过程中皮带不打滑。则下列说法正确的是( )A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为 D.从动轮的转速为
四、常见传动装置及其特点

(完整版)圆周运动讲义

圆周运动讲义【知识点】1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧的长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动。

匀速圆周运动是一种变加速曲线运动,虽然匀速圆周运动的速度大小不变，但它的速度的方向时刻在发生变化,所以匀速圆周运动不是匀速圆周运动，而是匀速率圆周运动。

2．线速度v①物理意义：描述物体做圆周运动快慢的物理量;②定义:质点沿圆周运动通过的弧长s 和所以时间t 的比值叫做线速度 ③大小:v ＝s/t ，单位：m/s④矢量，它的方向是质点在圆周上某点沿圆周上的切线方向。

实际上就是该点的瞬时速度。

3．角速度①物理意义：描述质点转过的圆心角的快慢②定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间t 的比值，就是质点运动的角速度。

③大小：＝/t ，单位：rad/s④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

4．周期T 、频率f 和转速n①周期T ：在匀速圆周运动中，物体沿圆周转过一周所用的时间叫做匀速圆周运动的周期。

在国际单位制中，单位是秒（s ）。

匀速圆周运动是一种周期性的运动。

②频率f ：每秒钟完成圆周运动的转数。

在国际单位制中,单位是赫兹（Hz ）。

③转速n:单位时间内做匀速圆周运动的物体转过的转数。

在国际单位制中，单位是转/秒（n/s). 匀速圆周运动的T 、f 和n 均不变。

5．描述匀速圆周运动的物理量之间的关系①线速度和角速度间的关系: ②线速度和周期的关系: ③角速度和周期的关系: ④周期和频率之间的关系： 6。

描述圆周运动的动力学物理量———向心力（1）向心力来源：向心力是根据力的作用效果命名的，不是一种特殊的性质力。

向心力可以是某一个性质力，也可以是某一个性质力的分力或某几个性质力的合力。

做匀速圆周运动的物体向心力是所受外力的合力做非匀速圆周运动的物体，其向心力为沿半径方向的外力的合力,而不是物体所受合外力。

(2）向心力大小:根据牛顿第二定律和向心加速度公式可知，向心力大小为：22224T r m r m r v m F πω=== 其中r 为圆运动半径。

人教版高一物理必修第二册-第六章《圆周运动》第1节圆周运动

2 2f 2n
T
描述圆周运动的物理量及其关系汇总
小 1、圆周运动的概念结 2、描述圆周运动的几个物理量及其关系
v
=
Δl Δt
ω=
Δθ
Δt
n=f 1 =T
v
=
2πr
T
ω=
2π
T
v = rω
对匀速圆周运动的理解
(1)“匀速”的含义： ①线速度v的大小不变，即速率不变。 ②转动角速度ω不变。 (2)F合≠0，a≠0：由于匀速圆周运动是曲线运动，速度的方向时刻发生变化，故匀速圆周运动是变速运动，其合外力和加速度一定不为零。
民生各有所乐兮，余独好修以为常。 1、找学生读郑伯说的话：吾不能早用子，今急而求子，是寡人之过也，然郑亡，子亦有不利焉。
1.以“白衣冠”送荆轲，为易水送别，创造悲壮、凄怆的气氛。根据学生回答总结:戴望舒生于杭州,望舒是他给自己起的笔名,出自屈原的《离骚》:”前望舒使先驱兮,后飞廉使奔属。”望舒是神话传说中替月亮驾车的天神,纯洁而温柔,多情又潇洒
练一练
例2、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正
确的是：（ ABD ）
A.相等的时间里通过的路程相等 B.相等的时间里通过的弧长相等 C.相等的时间里发生的位移相同 D.相等的时间里转过的角度相等 E.相等的时间里平均速度相同
两个重要的结论
1、传动装置线速度的关系
a、皮带传动－线速度相等 b、齿轮传动－线速度相等
（2）定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δ t的比值叫做角速度
ω=
Δθ
Δt
Δθ
Δθ采用弧度制
（4）单位：弧度每秒，符号为rad/s
注意:角速度是矢量,其方向在高中学段不作要求

高中物理--圆周运动

一、描述圆周运动的物理量及其相互关系 1、线速度⑴定义：质点做圆周运动通过的弧长s 和所用时间t 的比值叫做线速度.⑵大小：2s rv t T π==单位为m/s.⑶方向：某点线速度的方向即为该点的切线方向.（与半径垂直） ⑷物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.注：对于匀速圆周运动，在任意相等时间内通过的弧长都相等，即线速度大小不变，方向时刻改变。

2、角速度⑴定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间t 的比值，就是质点运动的角速度.⑵大小：单位:rad/s. ⑶物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢.注：对于匀速圆周运动，角速度大小不变。

说明：匀速圆周运动中有两个结论：⑴同一转动圆盘(或物体)上的各点角速度相同．⑵不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

3、周期、频率、转速⑴周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间叫做周期。

用T 表示，单位为s 。

⑵频率：做匀速圆周运动的物体在1 s 内转的圈数叫做频率。

用f 表示，其单位为转/秒(或赫兹)，符号为r/s(或Hz)。

⑶转速：工程技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢。

转速是指物体单位时间所转过的圈数，常用符号n 表示，转速的单位为转/秒，符号是r/s ，或转/分(r/min)。

4、向心加速度⑴定义：做圆周运动的物体，指向圆心的加速度称为向心加速度. ⑵大小：ϕ2t T ϕπω==⑶方向：沿半径指向圆心.⑷意义：向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.说明:①向心加速度总指向圆心，方向始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。

②向心加速度方向时刻变化，故匀速圆周运动是一种加速度变化的变加速曲线运动(或称非匀变速曲线运动).③向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加速度。

对于匀速圆周运动，其所受的合外力就是向心力，只产生向心加速度，因而匀速圆周运动的向心加速度是其实际加速度。

高一物理讲义《圆周运动的规律》

知识点1描述圆周运动的物理量1. 线速度若在时间t 内，做匀速圆周运动的质点通过的弧长是s ，则用比值/s t 来描述匀速圆周运动的快慢，这个比值称为匀速圆周运动的线速度．公式：sv t =，单位：米/秒．线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度．线速度是矢量，它既有大小，也有方向．线速度的大小，sv t =．方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向．物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢．2. 角速度物体在t ∆时间内由A 运动到B ，半径OA 在这段时间内转过的角度为θ∆，则θ∆与t ∆的比值描述了物体绕圆心转动的快慢，这个比值叫做角速度．角速度用ω表示：=t θω∆∆，角速度单位为弧度每秒．符号：rad/s ．角速度的物理意义：描述质点转过圆心角的快慢．角速度也是矢量，不过中学物理不讨论角速度方向问题． 3. 周期做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期．用符号T 表示，周期的单位和时间单位一样． 4. 频率表示一秒内转过的圈数，周期的倒数叫做频率用符号f 表示；f =1/T ．频率越高表明物体运转得越快！ 5. 转数匀速圆周运动的物体单位时间转过的圈数，叫转速常用符号n 表示，单位r /s ，以及r/min ，转速n 越大表明物体运动得越快！知识点2：线速度、角速度和周期的关系设某一物体沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动，用v 表示线速度，用ω表示角速度，T 表示周期，则：v 与T 的关系：2/v r T π=，ω与T 的关系:2/T ωπ=，v 与ω的关系：v r ω= 知识点3：匀速圆周运动定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动．尽管做匀速圆周运动的物体在各个时刻的线速度大小相等，但线速度的方向是不断变化着的．匀速圆周运动是一种变速知识讲解圆周运动的规律曲线运动，“匀速”是指线速度的大小不变，即“匀速率”．匀速圆周运动是角速度不变的运动！匀速圆周运动是周期不变的运动！知识点4：常见传动从动装置主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等．同一轮上各点的角速度相同．【例1】匀速圆周运动是（）A ．匀速率运动B ．匀变速运动C ．匀加速运动D ．变加速运动【例2】一个质点做匀速圆周运动，已知该质点的角速度为ω，半径为r ，则它运动的线速度为（）A ．ω2rB ．ωrC ．ω/rD ．ωr 2【例3】做匀速圆周运动的质点是处于（）A ．平衡状态B ．不平衡状态C ．速度不变的状态D ．加速度不变的状态【例4】一物体以一定的半径做匀速圆周运动，它的线速度为v ，角速度为ω，经过一段短暂的时间后，物体通过的弧长为S ，半径转过的角度为φ，则下列关于S 的表达式中正确的是（） A ．ωϕ⋅=v S B ．ϕω⋅=v SC ．v S ϕω⋅=D ．ϕω⋅=v S【例5】如图所示，a 、b 是地球表面不同纬度上的两个点，如果把地球看作是一个球体，且a 、b 两点随地球的自转看作是做匀速圆周运动，则这两个点具有相同的：（） A ．线速度 B ．角速度 C ．周期 D ．运动半径【例6】如图所示，一个环绕中心线OO′以角速度ω转动，则：（）A ．A 、B 两点的角速度相等例题精讲AOωB ．A 、B 两点的线速度相等C ．若θ=30°，则v A ∶v B =3∶2D ．以上答案都不对知识点1：向心加速度在向心力作用下物体产生的加速度叫做向心加速度．向心加速度的方向：总是沿半径指向圆心，每时每刻在不断地变化．向心加速度大小：2222a r v r r T πω⎛⎫=== ⎪⎝⎭．向心加速度的方向与速度方向垂直．向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量．知识点2：向心力向心力：做匀速圆周运动的物体受到的合外力总是指向圆心，这个力叫做向心力．向心力的方向：总是沿半径指向圆心，方向时刻在改变．因此向心力是变力．向心力的大小：2222=F ma m r mv r m r T πω⎛⎫=== ⎪⎝⎭向向心力的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小．向心力的来源：可以由重力、弹力、摩擦力等提供．总之是物体所受的合外力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力．知识点3：几种典型匀速圆周运动的向心力来源1. 圆锥摆：向心力由拉力F 和重力G 的合力提供．2. 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动：木块做圆周运动所需向心力，由圆盘对木块的静摩擦力f 提供．3. 卫星绕地球运动：向心力由万有引力提供．4. 轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动．5. 滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动．知识讲解【例7】对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是：（）A ．在任何时刻，物体所受的合力一定为零B ．质点运动的方向一定不断改变C ．在任何时刻，质点的加速度一定为零D ．质点运动的线速度大小一定不断改变【例8】匀速圆周运动中的向心加速度是描述：（）A ．线速度大小变化的物理量B ．线速度大小变化快慢的物理量C ．线速度方向变化的物理量D ．线速度方向变化快慢的物理量【例9】如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A 的受力情况，下列说法中正确的是（）A ．摆球A 受重力、拉力和向心力的作用B ．摆球A 受拉力和向心力的作用C ．摆球A 受拉力和重力的作用D ．摆球A 受重力和向心力的作用【例10】如图为一皮带传动装置，右轮半径为r ，a 为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r ，小轮半径为2r ，b 点在小轮上，到小轮中心的距离为r ．c 点和d 点分别位于左侧小轮和大轮的边缘上．若传动过程中皮带不打滑，则：（） A ．a 点和b 点的线速度大小相等 B ．a 点和b 点的角速度大小相等 C ．a 点和c 点的线速度大小相等 D ．a 点和d 点的向心加速度大小相等例题精讲cb d r2r 4rrA【例11】甲乙两个物体均做匀速圆周运动，甲的质量和轨道半径均为乙的一半，当甲转过60°时，乙在这段时间里正好转过45°，则甲乙两个物体的向心力之比为多少？【例12】质量一定的物体做匀速圆周运动时，如所需的向心力要增为原来的8倍，现有以下各种措施：①线速度和圆半径加倍；②角速度和圆半径加倍；③周期和圆半径加倍；④频率和圆半径加倍．则其中正确的是：（） A ．①和③ B ．②和④C ．①和④D ．②和③【例13】质点做匀速圆周运动，当线速度为v 时，圆周半径为R ，若保持向心力大小不变，当圆周半径为2R 时，角速度应为：（）A ．R v 2B ．R v 22C ．R vD ．Rv 2【例14】甲、乙两个质点绕同—圆心做匀速圆周运动，甲的转动半径是乙的3/4，当甲转动60周时，乙转动了45周，则甲、乙两个质点的向心加速度之比a a 乙甲：等于：（） A ．4:3 B ．3:4 C ．1:2 D ．2:1【例15】做匀速圆周运动的物体，圆轨道半径为R ，向心加速度为a ，则以下的关系式不正确的是：（）A ．线速度v aR =B ．角速度aRω=C ．频率Raf π2= D ．周期a R T π2=【例16】关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向，下列说法正确的是：（） A ．与线速度方向始终相同 B ．与线速度方向始终相反C ．始终指向圆心D ．始终保持不变【例17】洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物质附在筒壁上，则此时（）A ．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用B ．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用C ．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大D ．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大【例18】同一辆汽车以同样大小的速度先后开上平直的桥和凸形桥，在桥的中央处有（）A ．车对两种桥面的压力一样大B ．车对平直桥面的压力大C．车对凸形桥面的压力大D．无法判断【例19】对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确．．的是（）A．相等的时间内通过的路程相等B．向心加速度是不变的C．向心力不随时间变化是恒力D．线速度是不变的【例20】如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是（）A．重力、支持力B．重力、向心力AC．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力【例21】关于向心加速度的叙述，正确的是（）A．向心加速度是由向心力产生的B．向心加速度的方向与向心力方向相同C．向心加速度与速度方向相同D．向心加速度是矢量【例22】下列关于匀速圆周运动的叙述，正确的是（）A．速率是恒定的B．周期是恒定的C．速度是恒定的D．角速度是恒定【例23】在绕同一转轴转动物体上的不同点，下列哪些物理量是相同的（）A．线速度B．角速度C．周期D．向心加速度【例24】如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则：（）A．球A的角速度一定大于球B的角速度B．球A的线速度一定大于球B的线速度C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力1、某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确的是：（）A ．因为它的速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动B ．它速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动C ．该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态D ．该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合外力不等于零 2、做匀速圆周运动的物体，下列物理量时刻发生变化的是：（）A ．速度B ．加速度C ．角速度D ．周期3、一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，向心加速度为a ．那么（）A ．小球运动的角速度ω=RaB ．小球在时间t 内通过的路程为s=aR tC ．小球做匀速圆周运动的周期T=aR D ．小球在时间t 内可能发生的最大位移为2R4、图示所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r 1，从动轮的半径为r 2．已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是（） A ．从动轮做顺时针转动B ．从动轮做逆时针转动C ．从动轮的转速为n r r 21D ．从动轮的转速为n r r 125、如图所示，定滑轮的半径r=2 cm ，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a=2 m/s 2做匀加速运动，在重物由静止下落距离为 1 m 的瞬间，滑轮边缘上的点的角速度ω=__________rad/s ，向心加速度a=_________m/s 2．基础演练1、做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是（）A ．大小相等，方向相同B ．大小不等，方向不同C ．大小相等，方向不同D ．大小不等，方向相同2、在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小x v 、竖直分量大小y v 与时间t 的图像，可能正确的是（）3、正在做匀加速直线行驶的列车，顶棚上脱落一小螺钉．关于小螺钉的运动情况，以下说法正确的是（）A ．列车上的乘客看到螺钉做直线运动B ．列车上的乘客看到螺钉做曲线运动C ．地面上的人看到螺钉做直线运动D ．地面上的人看到螺钉做曲线运动4、如右图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升飞机A ，用悬索（重力可忽略不计）救护困在湖水中的伤员B ．在直升飞机 A 和伤员 B 以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，A 、B 之间的距离以2l H t =-（式中H 为直升飞机A 离地面的高度，各物理量的单位均为国际单位制单位）规律变化，则在这段时间内（） A ．悬索的拉力等于伤员的重力 B ．悬索是竖直的C ．伤员做加速度大小和方向均不变的曲线运动D ．伤员做速度大小增加的曲线运动5、如图，已知排球网高H ，半场长L ，扣球点高h ，扣球点离网水平距离s 、求水平扣球速度的取值范围．课后练习6、一水平放置的水管，距地面高h=1.8m ，管内横截面积S=2.02cm ．有水从管口处以不变的速度2.0v m s =源源不断地沿水平方向射出，设出口处横截面上各处水的速度都相同，并假设水流在空中不散开．取重力加速度2/10s m g =，不计空气阻力．求水流稳定后在空中有多少立方米的水．7、如图所示，从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上，当抛出的速度为1v 时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为1α；当抛出速度为2v 时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为2α，则（） A ．当1v >2v 时，1α>2αB ．当1v >2v 时，1α<2αC ．无论1v 、2v 关系如何，均有1α=2αD ．1α、2α 的关系与斜面的倾角θ有关。

质点的圆周运动

质点的圆周运动质点的圆周运动是物理学中常见的运动形式之一，用于描述质点在圆形轨道上运动的规律。

本文将介绍质点的圆周运动的特征和基本原理，以及相关的数学公式和应用。

一、质点的圆周运动特征质点的圆周运动具有以下几个特征：1. 运动路线为圆形轨道：质点在运动过程中沿着一个固定半径的圆形轨道运动，轨道的中心点为圆心。

2. 速度大小不变：质点在圆周运动过程中，以恒定的速率匀速运动，速度大小不发生变化。

3. 速度方向改变：尽管速度大小不变，但质点在圆周运动过程中，速度的方向会随着时间推移而改变。

4. 向心加速度存在：质点在圆周运动中会受到一个向心加速度的作用，该加速度指向圆心，使质点朝向圆心运动，而不是沿着切线方向。

二、质点的圆周运动基本原理质点的圆周运动可通过向心力来解释。

向心力是指质点在圆周运动中的一种向心的力量，它使得质点向圆心方向偏离直线运动，进而产生圆周运动。

向心力的大小可以通过以下公式进行计算：F = m * a其中，F表示向心力，m表示质点的质量，a表示向心加速度。

向心力的方向指向圆心，即与质点的运动方向相垂直。

三、质点的圆周运动数学表达在质点的圆周运动中，有一些关键的数学表达式可以用来描述运动的规律。

1. 周期：圆周运动的周期T是指质点从出发点绕圆周运动一周所需要的时间。

周期可以用以下公式计算：T = 2π * r / v其中，r表示圆周运动的半径，v表示质点的速度。

2. 角速度：圆周运动的角速度是指质点在圆周运动过程中角度的变化率，可以用以下公式计算：ω = 2π / T其中，ω表示角速度，T表示周期。

3. 向心加速度：圆周运动的向心加速度是指质点受到向心力作用而产生的加速度，可以用以下公式计算：a = v^2 / r其中，a表示向心加速度，v表示质点的速度，r表示圆周运动的半径。

四、质点的圆周运动应用质点的圆周运动在生活和科学研究中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1. 行星运动：行星围绕太阳的运动可以被视为质点的圆周运动。

力学中的质点运动与速度

力学中的质点运动与速度力学是物理学的一个重要分支，研究物体的运动与力学规律。

而质点运动是力学研究的基础，质点速度则是描述质点运动状态的重要参数。

本文将介绍力学中的质点运动和速度，并探讨它们在物理学中的应用。

一、质点运动质点是理想化的物体模型，假设物体的大小和形状可以忽略不计，仅考虑其质量和位置。

质点运动是指质点在空间中的位置随时间的变化。

在力学中，质点通常沿直线或曲线运动。

1. 直线运动直线运动是质点沿直线方向运动的情况。

根据质点在直线上运动的特点，可以分为匀速直线运动和变速直线运动两种情况。

- 匀速直线运动：质点在直线上以恒定的速度运动，质点位移与时间的关系为线性关系。

质点的速度大小恒定，不会发生改变。

- 变速直线运动：质点在直线上以不断变化的速度运动，质点位移与时间的关系为非线性关系。

质点的速度大小会随着时间的变化而改变。

在实际生活中，很多物体都是通过直线运动来描述其运动状态，比如汽车在公路上的行驶、人从一个地点走向另一个地点等。

2. 曲线运动曲线运动是质点沿曲线方向运动的情况。

曲线运动可以进一步分为抛体运动、圆周运动和复杂曲线运动等。

- 抛体运动：质点在重力作用下，在空中沿抛物线轨迹运动。

以抛体运动为基础，可以解释物体自由落体、投掷运动等现象。

- 圆周运动：质点在围绕一个中心进行连续的运动，轨迹为圆形或圆弧形。

典型的圆周运动包括地球绕太阳公转、月球绕地球公转等。

- 复杂曲线运动：质点在空间上沿复杂的轨迹进行运动，轨迹可以是椭圆、螺旋等形状。

复杂曲线运动是实际生活中一些复杂物体运动的抽象模型。

质点运动是研究物体运动的基础，通过对质点运动的研究，可以推导出力学中的一些重要定律和规律，对解释和预测物体运动具有重要意义。

二、质点速度质点速度是描述质点运动状态的一个重要参数，表示单位时间内质点位移的大小和方向。

在力学中，质点速度是质点运动过程中的一个关键概念。

1. 平均速度平均速度是质点从一个位置到另一个位置所经过的平均速度。

高中物理精品课件：圆周运动

一把雨伞，圆形伞面的半径为r，伞面边缘距地面的高度为h，以角速度ω 旋转这把雨伞.
问：伞面边缘上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圆的半径R多大？
课堂小结
1. 匀速圆周运动：沿着圆周运动，且线速度的大小处处相等。
2.线速度
3.角速度v
=
Δs Δt
v=wr
ω=
Δθ
Δt
3、大小：
ω=
Δθ
Δt
单位：rad/s
练习2
请分别计算：秒针与分针的角速度
12 3 4
《送瘟神》
读六月三十日人民日报，余江县消灭了血吸虫。浮想联翩，夜不能寐。微风拂煦，旭日临窗。遥望南天，欣然命笔。
绿水青山枉自多，华陀无奈小虫何！千村薜荔人遗矢，万户萧疏鬼唱歌。
坐地日行八万里，巡天遥看一千河。
练习1
已知地球的半径大约为6400km。试估算：在赤道上随地球
一起运动的人线速度有多大？北纬30度附近的地面物体随地球自转线速度又是多大？
12 3 4
思考
地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。
地球上不同纬度的物体的角速度一样吗? 线速度大小一样吗?
巩固练习2
如图，已知： r1＝2r2
求：1. A、B、C三点的线速度之比 2. A、B、C三点的角速度之比
两个重要的结论
C A B
1.同轴传动物体上各点的角速度相同
两个重要的结论
a、皮带传动－线速度相等 b、齿轮传动－线速度相等
2.同边缘接触传动各轮边缘上线速度相等
自行车
巩固练习1
有一半径10cm的砂轮，每0．2秒转一周。
问：砂轮旋转的角速度多大？砂轮边沿一点的速度大小为多少？