周期和
转速 (1)周期(T)是指物体沿圆周运动一周所用的时间
(2)转速(n)是指物体在单位时间内转过的圈数 (1)T=。单位:s
(2)n的单位:r/s、r/min [理解概念]
判断下列说法的正误。
(1)做圆周运动的物体,其线速度的方向是不断变化的。(√)
(2)圆周运动线速度公式v=中的Δs表示位移。(×)
(3)角速度是标量,它没有方向。(×)
(4)转速越大,周期一定越大。(×)
对线速度、角速度和匀速圆周运动的理解
[观察探究]
如图1所示为自行车的车轮,A、B为辐条上的两点,当它们随轮一起转动时,回答下列问题:
图1
(1)A、B两点的速度方向沿什么方向?
(2)A、B两点在相同的时间内沿圆弧运动的轨迹长度相同吗?哪个运动得快?
(3)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等,B做匀速运动吗?
(4)匀速圆周运动的线速度是不变的吗?匀速圆周运动的"匀速"同"匀速直线运动"的"匀速"一样吗?
答案 (1)两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向。
(2)B运动的轨迹长,B运动得快。
(3)B运动的速率不变,但B运动的方向时刻变化,故B做非匀速运动。
(4)质点做匀速圆周运动时,线速度的大小不变,方向时刻在变化,因此,匀速圆周运动不是线速度不变的运动,只是速率不变,是变速曲线运动。而"匀速直线运动"中的"匀速"指的是速度不变,是大小、方向都不变,二者并不相同。
[探究归纳]
1.对线速度的理解
意义 线速度是物体做圆周运动的瞬时速度,线速度越大,物体运动得越快 矢量性 线速度是矢量,它既有大小,又有方向,线速度的方向在圆周各点的切线方向上 大小 v=,Δs代表弧长 2.对角速度的理解
意义 角速度描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢,角速度越大,物体转动得越快 大小 ω=,Δφ代表在时间Δt内,物体与圆心的连线转过的角度 3.对匀速圆周运动的理解
"匀速"
的含义
(不变量) (1)速度的大小不变,即速率不变,"匀速"应理解为匀速率
(2)转动快慢不变,即角速度、周期、频率、转速都不变 匀中有变
(变化量) (1)速度方向是时刻变化的(沿着圆周的切线方向)
(2)是变速曲线运动 [试题案例]
[例1] (多选)某质点绕圆轨道做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.在任何相等的时间内,质点运动的平均速度都相同
B.在任何相等的时间内,连接质点和圆心的半径转过的角度都相等
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,故它所受合力不等于零
解析 但由于位移是矢量,在相等的时间内,质点的位移大小相等,位移方向却不一定相同;平均速度也是矢量,虽然大小相等,但方向不一定相同,故A错误;在相等的时间内,连接质点和圆心的半径所转过的角度也相等,故B正确