第六章 圆周运动（单元知识清单）高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第二册）（解析版）.docx

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第六章圆周运动知识梳理

圆周运动

线速度

(一)线速度大小和方向

1.定义：质点做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt的比值叫做线速度的大小。

2.大小：v＝eq\f(Δs,Δt)；单位：m/s。

3.方向：沿圆周在该点的切线方向上，与半径垂直。

(二)匀速圆周运动

1.定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。

思考：匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？

2.匀速圆周运动是变速运动。

二、角速度

1.定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值。

2.公式：ω＝eq\f(Δθ,Δt)。

3.理解：描述圆周运动转动快慢的物理量，角速度越大，转动的越快。

4.单位：rad/s或s-1

5.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

三、周期

1.周期

(1)定义：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间，用T表示。

(2)单位：s

(3)周期越大，运动的越慢。

2.转速

(1)定义：表示的是物体在单位时间内转过的圈数。

(2)单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min）

(3)转速越大，运动的越快。

(4)转速和周期关系：n=1

四、线速度与角速度的关系

1.线速度与角速度的关系：v=ωr

2.线速度、角速度与周期、转速的关系：v=2πrT；ω=2πT；v=2πnr；ω=

3.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

特点

角速度、周期相同

线速度大小相同

线速度大小相同

转动方向

相同

相同

相反

规律

线速度与半径成正比：

eq\f(vA,vB)＝eq\f(r,R)

角速度与半径成反比：eq\f(ωA,ωB)＝eq\f(r,R)。

周期与半径成正比：eq\f(TA,TB)＝eq\f(R,r)

角速度与半径成反比：eq\f(ωA,ωB)＝eq\f(r2,r1)。周期与半径成正比：eq\f(TA,TB)＝eq\f(r1,r2)

向心力

一、向心力

1.定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。

①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）

②向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小

③向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。

⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。

3.向心力大小计算公式：Fn＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝m4π2T2r。

二、用向心力演示器探究向心力的大小

1.实验器材：

2.实验原理：

匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

3.实验探究：采用控制变量法，进行分组实验。

向心加速度

一、匀速圆周运动的加速度方向

1.向心加速度：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，与速度方向始终垂直，因此也称为向心加速度。

2.方向：指向圆心，与速度方向始终垂直。

3.作用：只改变速度的方向，不改变速度的大小。

4.性质：匀速圆周运动是加速度方向时刻变化的变加速曲线运动。

二、匀速圆周运动的加速度大小

1.向心加速度大小：an＝eq\f(v2,r)＝ω2r＝4π2T2r。

2.物理意义：描述速度方向变化的快慢。

3.单位：m/s2

生活中的圆周运动

一、火车转弯

1.内外轨一样高：火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源(如图甲所示)

甲乙

2.外轨高于内轨：如果在弯道处使外轨略高于内轨(如图乙所示)，火车转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力G的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力。

3.适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力FN的合力来提供。

二、汽车过拱形桥

汽车过拱形桥

汽车过凹形路面

受力

分析

向心力

G－FN＝meq\f(v2,r)

FN－G＝meq\f(v2,r)

对桥的压力

FN′＝G－meq\f(v2,r)

FN′＝G＋meq\f(v2,r)

结论

汽车对路面的压力小