高一物理圆周运动-讲义（教师版）.pdf

圆周运动

一、圆周运动概念

1.圆周运动的速度

（1）圆周运动

物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动。

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事实上，这些转动物体上的任一质点都在绕轴心做圆周运动。那骑自行车时，有哪些部件绕轴做圆

周运动？圆心在哪儿？

质点沿圆周运动，如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。

线速度

（2）线速度

①定义：若在时间内，做匀速圆周运动的质点通过的弧长是，则用比值来描述匀速圆周

运动的快慢，这个比值称为匀速圆周运动的线速度。

②大小：单位：、

2

③方向：质点在圆周运动中任一点的线速度的方向就是圆周上该点的切线方向。

④物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。

角速度

（3）角速度

①定义：物体在时间内由运动到，半径在这段时间内转过的角度为，则与的比

值描述了物体绕圆心转动的快慢，这个比值叫做角速度。

②大小：

③单位：

④方向：角速度是矢量，其方向现阶段不做要求

⑤物理意义：描述质点绕圆心转动快慢的物理量。

2.匀速圆周运动

如果物体做圆周运动，并且线速度大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动．

注意：

这里的“匀速”指的是匀速率，即运动的速率保持不变．

由于匀速圆周运动也属于曲线运动，线速度的方向是在时刻变化的，

因此匀速圆周运动仍是一种变速运动．

3.周期、频率、转速

（1）定义

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①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。用符号表示，单位是秒（

）。

②频率：做匀速圆周运动的物体，在内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率。用符号表示，单位

是赫兹（），。

周期和频率的关系：

③转速：做匀速圆周运动的物体，单位时间内转过的圈数，叫转速。用符号表示，单位是转每秒

（），或者转每分钟（）。

根据定义可知，转速在数值上等于频率的大小。

物理意义：周期、频率、转速都是描述物体做圆周运动快慢的物理量。

4.匀速圆周运动各物理量之间的关系

（1）线速度和角速度的关系

如右图中，设物体做圆周运动的半径为，由运动到的时间为

，弧长为，弧对应的圆心角为。当以弧度为单位时，

，即：

由于，，带入上式后得到：

这表明，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）线速度和周期的关系

由于做匀速圆周运动的物体，在一个周期内通过的弧长为，所以就有：

（3）角速度和周期的关系

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，所以就有：

（4）线速度和角速度和频率、转速的关系

1.质点做匀速圆周运动，则在任何相等的时间里（）

A.质点的位移都相同