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高三一轮学案:圆周运动的规律

高三一轮学案:圆周运动的规律
高三一轮学案:圆周运动的规律

第3课时 圆周运动的规律

导学目标 1.掌握描述圆周运动的物理量及其之间的关系.2.理解向心力公式,掌握物体做离心运动的条件.

一、描述圆周运动的物理量 [知识梳理]

描述圆周运动的物理量有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、

二、向心力 [知识梳理] 1.作用效果:产生向心加速度,只改变速度的________,不改变速度的________.

2.大小:F =m v

2r =________=________=________=________

图3 3.方向:总是沿半径方向指向________,时刻在改变,即向心力是一个变力. 4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的______提供,还可以由一个力的________提供.

分析图1中物体A 、B 、C 的受力情况,说明这些物体做圆周运动时向心力的来源,并写出动力学方程.

图1

[知识梳理]

1.匀速圆周运动与非匀速圆周运动

2.离心运动

(1)本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着________________飞出去的倾向. (2)受力特点(

如图3所示)

①当F =________时,物体做匀速圆周运动; ②当F =0时,物体沿__________飞出; ③当F <________时,物体逐渐远离圆心,F 为实际提供的向 心力.

④当F >mrω2时,物体逐渐向______靠近,做________运动.

思考:1.物体做离心运动是因为受到离心力的缘故吗?

2.物体做离心运动时是沿半径方向远离圆心吗?

1.关于匀速圆周运动的下列说法正确的是 A .匀速圆周运动是一种匀速运动 B .匀速圆周运动是一种匀变速运动 C .匀速圆周运动是一种变加速运动

D .物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的大小

2.物体做匀速圆周运动时,如果向心力突然消失,则下列说法正确的是

图12

图13 ( )

A .物体将继续在原来的圆周上运动

B .物体将沿着圆周的切线方向飞出去

C .物体将沿着切线和圆周之间的某一条曲线向远离圆心的方向运动

D .以上说法均不对

3.如图2所示,游乐场的旋转飞椅非常刺激有趣.随着旋转速度越来越快,飞椅会逐渐远离圆柱.你能讲出其中的道理吗?

考点一 圆周运动中的运动学问题分析 考点解读

1.对公式v =ωr 的理解

当r 一定时,v 与ω成正比.当ω一定时,v 与r 成正比. 当v 一定时,ω与r 成反比.

2.对a =v 2

r =ω2r =ωv 的理解

在v 一定时,a 与r 成反比;在ω一定时,a 与r 成正比. 典例剖析 方法突破

传动装置的特点:(1)同轴传动:固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同; (2)皮带传动: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.

1.如图12所示的皮带传动装置中,右边两轮是在一起同轴转动,图中A 、B 、C 三轮的半径关系为R A =R C =2R B ,设皮带 不打滑,则三轮边缘上的一点线速度之

比v A ∶v B ∶v C = ______,角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC =______.

2.一个环绕中心线AB 以一定的角速度转动,P 、Q 为环上两点,位 置如图13所示,下列说法正确的是 ( ) A .P 、Q 两点的角速度相等B .P 、Q 两点的线速度相等

C .P 、Q 两点的角速度之比为3∶1

D .P 、Q 两点的线速度之比为3∶1

考点二 圆周运动中的动力学问题分析

图6

图9

考点解读

1.向心力的确定

(1)确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置.

(2)分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力,该力就是向心力. 2.向心力的来源

向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力. 典例剖析

例1 有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图6所示,

长为L 的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r 的水平转盘边缘.转 盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动 时,钢绳与转轴在

同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ.不计 钢绳的重力,求转盘转动

的角速度ω与夹角θ的关系.

6.忽视圆周运动的周期性

例4 如图9所示,半径为R 的圆盘匀速转动,在距半径高度h 处以平行OB 方向水平抛出一小球,抛出瞬间小球的初速度与OB 方向平行,为使小球和圆盘只碰撞一次且落点为B ,求: (1)小球的初速度大小; (2)圆盘转动的角速度.

图4-2-15

在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A 用长H =50 m 的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m =50 k g 的被困人员B ,直升机A 和被困人员B 以v 0=10 m/s 的速度一起沿水平方向匀速运动,如图4-2-15甲所示.某时刻开始收悬索将人吊起,在5 s 时间内,A 、B 之间的竖直距离以l =50-t 2(单位:m)的规律变化,取g =10 m/s 2.

(1)求这段时间内悬索对被困人员B 的拉力大小. (2)求在5 s 末被困人员B 的速度大小及位移大小.

(3)直升机在t =5 s 时停止收悬索,但发现仍然未脱离洪水围困区,为将被困人员B 尽快运送到安全处,飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标,致使被困人员B 在空中做圆周运动,如图乙所示.此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,求被困人员B 做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B 的拉力.(sin 37°=0.6,cos 37°=

0.8)

图8

解析:(1)被困人员在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上被困人员的位移y =H -l =50-(50-t 2)=t 2,由此可知,被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度a =2 m/s 2的匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得F -mg =ma ,解得悬索的拉力F =m (g +a )=600 N.

(2)被困人员5 s 末在竖直方向上的速度为v y =at =10 m/s ,合速度v =v 20+v 2

y =10 2

m/s ,竖直方向上的位移y =1

2

at 2=25 m ,水平方向的位移x =v 0t =50 m ,合位移s =

x 2+y 2

=25 5 m.

(3)t =5 s 时悬索的长度l ′=50-y =25 m ,旋转半径r =l ′sin 37°,

由m v ′2r =mg tan 37°,解得v ′=152

2 m/s.此时被困人员B 的受力情况如右图所示,

由图可知T cos 37°=mg ,解得T =mg

cos 37°

=625 N.

答案:(1)600 N (2)10 2 m/s 25 5 m (3)625 N

考点三 平抛运动与圆周运动问题综合分析 典例剖析

例3 如图8所示,一根轻绳一端固定在O 点,另一端拴 一质量m =0.1 kg 的小球静止于A 点,其右方有底面半径r =0.2 m 的转筒,转筒顶端与A 等高,筒底端左侧有一小孔,距顶端h =0.8 m .开始时小球处于O 点所在水平面上方30°的位置B 处且细绳刚好伸直,OB 及OA 与转筒的轴线在同一竖直平面内,小孔此时也位于该竖直平面内.将小球从B 点由静止释放,小球经过A 点时速度v A =2 5 m/s ,

此时轻绳突然断掉,同时转筒立刻以某一角速度做

匀速转动,最终小球恰好进入小孔.取g =10 m/s 2,不计空气阻力. (1)求转筒轴线与A 点的距离d ; (2)求转筒转动的角速度ω;

(3)欲求轻绳的长度l ,某同学解法如下:

小球从B 点运动到A 点过程中,只有重力做功,故机械能守恒,则mgl (1+sin

30°)=12m v 2A ,代入数据,即可求得l .

图11

甲 乙

你认为上述解法是否正确?如果认为正确,请完成此题;如果认为不正确,请给出正确的解答. 方法突破

1.此题是自由落体运动、平抛运动和圆周运动结合的问题,各运动转折点的速度分析是关键.

2.竖直面内的圆周运动满足机械能守恒定律,一般利用动能定理或机械能守恒定律建立最高点和最低点的速度关系. 3.对于匀速圆周运动和平抛运动结合的问题,还应注意圆周运动的周期性问题. 7.不能建立匀速圆周运动的模型

例5 质量为m 的飞机以恒定速率v 在空中水平盘旋,如图11所

示,其做匀速圆周运动的半径为R ,重力加速度为g ,则此时

空气对飞机的作用力大小为 ( )

A .m v 2

R B .mg

C .m g 2+v 2R 4

D .m g 2

-v 2R 4 误区警示 本题错误的原因:一是不能正确建立飞机运动的模型

(实质上是圆锥摆模型),错误地认为飞机沿倾斜面圆轨道做

匀速圆

周运动,受力情况示意图如图甲所示,得出F =(mg )2-F 2

n =m

g 2

-v 4R 2,错选D ;二是对飞机受力情况分析错误,错误地认为空 气对飞机的作用力就是向心力而错选A.

正确解析 飞机在空中水平盘旋时在水平面内做匀速圆周运动,受到重力和空气的作用力两个力的作用,其合力提

供向心力F n =m v 2

R .飞机受力情况示意图如图乙所示,根据

勾股定理得:F =(mg )2+F 2n =m g 2

+v 4R 2.

答案 C

正本清源 正确建立匀速圆周运动模型,确定其运动平面与圆心位置,找出物体的受力,是解题关键.

跟踪训练4 有一种大型游戏器械是一个圆筒形容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立.当圆筒开始转动后,转速加快到一定程度时,地板突然塌落,游客发现自己没有落下去.这是因为 ( ) A .游客处于超重状态

图12

图13

图14

图15

B .游客处于失重状态

C .游客受到的摩擦力等于重力

D .筒壁对游客的支持力等于重力

A 组 圆周运动的运动学问题

1.如图12所示的皮带传动装置中,右边两轮是在一起同轴转 动,图中A 、B 、C 三轮的半径关系为R A =R C =2R B ,设皮带 不打滑,则三轮边缘上的一点线速度之比v A ∶v B ∶v C = ______,角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC =______.

2.一个环绕中心线AB 以一定的角速度转动,P 、Q 为环上两点,位 置如图13所示,下列说法正确的是 ( ) A .P 、Q 两点的角速度相等 B .P 、Q 两点的线速度相等 C .P 、Q 两点的角速度之比为3∶1 D .P 、Q 两点的线速度之比为3∶1

B 组 圆周运动的动力学问题

3.如图14所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴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,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度.

4.如图15所示,长度为L 的细绳,上端固定在天花板O 点上,下端 拴着质量为m 的小球.当把细绳拉直时,细绳与竖直线的夹角为θ =60°,此时小球静止于光滑的水平面上.

(1)当球以角速度ω1= g

L

做圆锥摆运动时,细绳的张力F T 为多

大?水平面受到的压力F N 是多大?

(2)当球以角速度ω2= 4g

L 做圆锥摆运动时,细绳的张力F T ′及水平面受到的压力

F N ′各是多大?

图1

图2

图3

图4

课时规范训练

(限时:45分钟)

一、选择题

1.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向,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 2.如图1所示,水平转台上放着一枚硬币,当转台匀速转动时,硬币 没有滑动,关于这种情况下硬币的受力情况,下列说法正确的是

( )

A .受重力和台面的支持力

B .受重力、台面的支持力和向心力

C .受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力

D .受重力、台面的支持力和静摩擦力

3.下列关于匀速圆周运动的说法中,正确的是 ( ) 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 .相等的时间里通过的位移相等 D .相等的时间里转过的角度相等

4.图2为A 、B 两物体做匀速圆周运动时向心加速度a 随半径r 的变 化的图线,由图可知 ( ) A .A 物体的线速度大小不变 B .A 物体的角速度不变 C .B 物体的线速度大小不变 D .B 物体的角速度与半径成正比

5.一对男女溜冰运动员质量分别为m 男=80 kg 和m 女=40 kg ,面对 面拉着一弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图3所示,两人相距 0.9 m ,弹簧秤的示数为9.2 N ,则两人 ( ) A .速度大小相同约为40 m/s

B .运动半径分别为r 男=0.3 m 和r 女=0.6 m

C .角速度相同为6 rad/s

D .运动速率之比为v 男∶v 女=2∶1

6.自行车的小齿轮A 、大齿轮B 、后轮C 是相互关联的三 个转动部分,且半径R B =4R A 、R C =8R A ,如图4所示.正 常骑行时三轮边缘的向心加速度之比a A ∶a B ∶a C 等于

( )

A .1∶1∶8

B .4∶1∶4

C .4∶1∶32

D .1∶2∶4 7.如图5所示,长为l 的细绳一端固定在O 点,另一端拴住一个小球,

在O 点的正下方与O 点相距l

2

的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子;

图6

图7

图8

如图9

把小球拉起使细绳在水平方向伸直,由静止开始释放,当细绳碰到 钉子的瞬间,下列说法正确的是 ( ) A .小球的线速度不发生突变

B .小球的角速度突然增大到原来的2倍

C .小球的向心加速度突然增大到原来的2倍

D .绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍

8.有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台 形表演台的侧壁做匀速圆周运动.图6中有两位驾驶摩托车的杂 技演员A 、B ,他们离地面的高度分别为h A 和h B ,且h A >h B ,下 列说法中正确的是 ( ) A .A 摩托车对侧壁的压力较大 B .A 摩托车做圆周运动的向心力较大 C .A 摩托车做圆周运动的周期较小 D .A 摩托车做圆周运动的线速度较大

9.如图7所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点, 并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的 ( ) A .周期相同 B .线速度的大小相等 C .角速度的大小相等 D .向心加速度的大小相等

10.如图8所示,有一质量为M 的大圆环,半径为R ,被一轻杆固定后 悬挂在O 点,有两个质量为m 的小环(可视为质点),同时从大环两 侧的对称位置由静止滑下,两小环同时滑到大环底部时,速度都为 v ,则此时大圆环对轻杆的拉力大小为 ( ) A .(2m +2M )g B .Mg -2m v 2

/R C .2m (g +v 2/R )+Mg D .2m (v 2/R -g )+Mg 二、非选择题

11.如图9所示,在半径为R 的转盘的边缘固定有一竖直杆,在杆的

上端点用长为L 的细线悬挂一小球,当转盘旋转稳定后,细绳与 竖直方向的夹角为θ,则小球转动周期为多大?

12.(2010·重庆理综·24)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳

一端,绳的另一端系有质量为m 的小球,甩动手腕,使球在竖

图10

直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉, 球飞行水平距离d 后落地,如图10所示.已知握绳的手离地面

高度为d ,手与球之间的绳长为3

4d ,重力加速度为g .

忽略手的运动半径、绳重和空气阻力.

(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2. (2)问绳能承受的最大拉力多大?

(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?

复习讲义

基础再现 一、

基础导引 A .甲、乙线速度相等时,利用a n =v 2

r ,半径小的向心加速度大,所以乙的向心

加速度大.

B .甲、乙周期相等时,利用a n =4π2

T 2r ,半径大的向心加速度大,所以甲的向心加速度大.

C .甲、乙角速度相等时,利用a n =v ω,线速度大的向心加速度大,所以乙的向心加速度小.

D .甲、乙线速度相等时,利用a n =v ω,角速度大的向心加速度大.由于在相等时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙大,所以甲的角速度大,甲的向心加速度大.

知识梳理 快慢 Δl Δt 快慢 Δθ

Δt 快慢 快慢 v 2r

思考:线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量,而角速度是描述物体做圆周转动快慢的物理量.二者仅一字之差,运动快慢与转动快慢不一样.运动快慢是指物体做圆周运动通过弧长的快慢,转动快慢是指物体与圆心连线扫过角度的快慢. 二、

基础导引 (1)

,F f 为向心力,F f =mω2l

(2)

,F N 为向心力,F N =m v 2R

(3)

,F T 与G 的合力或F T 在水平方向的分力提供向心力.G tan θ=m (2π

T

)2l sin θ

知识梳理 1.方向 大小 2.mω2r 3.圆心 4.合力 分力

思考:向心力是效果力,受力分析时,不可在物体的相互作用力以外再添加一个向心力. 三、

基础导引 1.CD 2.B

3. 每个飞椅受力如图所示,向心力为F =mg tan θ,当旋转速度越来越大时,所

需向心力F =m v 2/r 越来越大,所以θ角越来越大,即飞椅会远离圆柱. 知识梳理 1.不变 不断变化 2.(1)圆周切线方向 (2)①mrω2 ②切线方向 ③mrω2 ④圆心 向心

思考:1.物体做离心运动不是物体受到所谓离心力作用,而是物体惯性的表现. 2.物体做离心运动时,并非沿半径方向飞出,而是运动半径越来越大,沿切线方向飞出.

课堂探究 例1 见解析

解析 v a =v c ,而v b ∶v c ∶v d =1∶2∶4,所以v a ∶v b ∶v c ∶v d =2∶1∶2∶4;ωa ∶ωb =2∶1,而ωb =ωc =ωd ,所以ωa ∶ωb ∶ωc ∶ωd =2∶1∶1∶1;再利用a =v ω,可得a a ∶a b ∶a c ∶a d =4∶1∶2∶4.

跟踪训练1 B [因为自行车行进的速度与前、后轮边缘的线速度相等,所以后轮边缘的线

速度为4 m/s ,后轮的角速度ω=v R =4

330×10-3

rad /s≈12 rad/s ;又因飞轮与后轮为同轴装

置,所以飞轮的角速度ω1=ω=12 rad/s.又飞轮与链轮是用链条连接的,所以链轮与飞轮的线速度相同,即ω1r 1=ω2r 2(式中r 1、r 2分别为飞轮和链轮的半径).因轮周长L =N ΔL =2πr (式中N 为齿数,ΔL 为两邻齿间的弧长),所以r ∝N ,故ω1N 1=ω2N 2.又踏板与链轮

共轴,所以脚踩踏板的角速度ω3=ω2=N 1

N 2

ω1,欲使ω3最小,则须N 1=15,N 2=48,故ω3

=15

48

×12 rad/s =3.75 rad/s ≈3.8 rad/s.故选B.] 例2 ω= g tan θ

r +L sin θ

跟踪训练2 AC

例3 (1)1.99 m (2)ω=5n π rad/s(n =1,2,3,…) (3)不正确,0.8 m

跟踪训练3 ωd

(2n +1)π-θ(n =0,1,2,…)

跟踪训练4 C 分组训练

1.1∶1∶2 1∶2∶2

2.AD [P 、Q 两点的角速度相等,半径之比R P ∶R Q =R sin 60°∶(R sin 30°)=3∶1;由v =ωR 可得v P ∶v Q =R P ∶R Q =3∶1.]

3.(1)mgH R 2+H 2 mgR R 2+H 2

(2)2gH

R

4.(1)mg mg

2

(2)4mg 0

课时规范训练

1.C 2.D 3.ABD 4.A 5.B 6.C 7.ABC 8.D 9.AC 10.C

11.2π

R +L sin θ

g tan θ

12.(1)v 1=2gd v 2= 52

gd (2)113mg (3)d 2 233

d

圆周运动学案

第4节圆周运动 预习:1.描述圆周运动的物理量 (1)线速度 ①线速度的大小:做圆周运动的物体_______ ________叫线速度的大小. ②物理意义:描述质点沿圆周运动的______ _____. ③线速度的大小计算公式_____________. ④线速度的方向:_______________. 注意:线速度是做圆周运动的瞬时速度,是矢量,不仅有大小.而且有方向,且方向时刻改变. (2)角速度 ①定义:在圆周运动中_______ __________叫质点运动的角速度. ②物理意义:描述质点___________ ___________ ③公式___________,单位__________ (3)周期、频率、转速 ①周期:做圆周运动的物体运动_____ _________叫周期. 符号:_______,单位:________ ②频率:周期的倒数叫频率. 符号:__________,单位:__________ ③转速:做圆周运动的物体__________沿圆周绕圆心转过的__________叫转速.符号__________单位__________.

2.匀速圆周运动 (1)定义:物体沿圆周运动并且_____ _______处处相等,这种运动叫匀速圆周运动. (2)匀速圆周运动的性质是_______ _____的曲线运动. 3.线速度、角速度、周期间的关系 线速度和周期的关系式__________,角速度和周期的关系式__________,线速度与角速度的关系式__________, 周期与频率的关系式__________. 探究:1.如何描述匀速圆周运动的快慢?2.角速度大,线速度一定大吗?3.匀速圆周运动是匀速运动吗? 例1: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. 例2: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.线速度大的角速度一定大 B.线速度大的周期一定小 C.角速度大的半径一定小 D.角速度大的周期一定小

匀速圆周运动教学设计教案

§4.1 匀速圆周运动 学案 本章要求:1、会描述匀速圆周运动。知道向心加速度。 2、能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活和生产中的离心现象。 3、关注圆周运动的规律与日常生活的联系。 §4.1匀速圆周运动快慢的描述 【学习目标】:1、理解和掌握描述圆周运动快慢的己个物理量及它们之间的联系。 2、知道圆周运动在生活中的普遍性;能用圆周运动的几个物理量之间的 关系解释生活中的现象。 3、理解圆周运动是一种变速运动。 【学习重点】:线速度、角速度、周期的概念己他们之间的联系。 【学习难点】:匀速圆周运动是一种变速运动。 【知识要点】: 1、圆周运动的概念: 运动轨迹为 是圆周运动。它是一种变速运动,其速度的 始终发生变化。在相等时间内通过的 叫匀速圆周运动 2、圆周运动的描述: 1)、线速度: 与 的比值叫做线速度,也可以这样定义:单位时间内通过的 ,它不只有大小,还有方向,实际上是矢量。 2)、角速度: 与 的比值叫做角速度,计算公式 ;也可以这样定义:单位时间内通过的 ,它只有大小。 3)、向心加速度:根据牛顿第二定律:物体运动的速度发生改变,就会有加速度的产生,而圆周运动无论是匀速还是变速的,其速度方向总是发生改变,所以,速度是发生变化的,则必然有加速度的存在;若是变速率圆周运动,加速度不仅会改变方向,还会改变大小;若是匀速度(率)圆周运动,加速度则仅仅改变方向;改变方向的加速度叫做向心加速度,其运动学计算公式为:; ππ?ωππ2f T 2;2fr T 2r t s ======t v 222222r 4f T 4r r v r ππω====心a 4)、周期与频率: 匀速圆周运动一周素用的时间叫 ,它的倒数叫做频率,表示单位时间内匀速圆周运动的周数。 5)、线速度、角速度、周期、频率以及向心加速度之间的关系: 【典型题型】 1、 同轴转动问题: 如图所示:半径分别为R 和r 的两个圆周运动具有相同的角速度,线速度之间的关系R :r 。学生自己推出: 2、 异轴转动问题: a b 如图a 所示:当两圆相切时Q 与P 点具有相同的线速度 如图b 所示:当实线连接时Q 与P 点的线速度相同,当虚线连接时Q 点与 P` 点相同。 典型例题: 【典型例题】

2021年高中物理 .1匀速圆周运动学案1 粤教版必修

2021年高中物理 2.1匀速圆周运动学案1 粤教版必修2 【学习目标】 【知识和技能】 1.了解物体做圆周运动的特征 2.理解线速度、角速度和周期的概念,知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量,会用它们的公式进行计算。 3.理解线速度、角速度、周期之间的关系: 【过程和方法】 1.联系日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例,找出共同特征。 2.联系各种日常生活中常见的现象,通过课堂演示实验的观察,归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法,进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量:线速度大小,角速度大小,周期T、转速n等。 3.探究线速度与周期之间的关系,结合,导出。 【情感、态度和价值观】 1.经历观察、分析总结、及探究等学习活动,培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。2.通过亲身感悟,获得对描述圆周运动快慢的物理量(线速度、角速度、周期等)以及它们相互关系的感性认识。 【学习重点】 线速度、角速度、周期概念的理解,及其相互关系的理解和应用,匀速圆周运动的特点【知识要点】 一、线速度 1.定义:质点做圆周运动通过的弧长与所用时间的比值叫做线速度。 2.公式:。单位:m/s 3.矢量 4.方向:质点在圆周上某点的线速度方向就是沿圆周上该点的切线方向。线速度也有平均值和瞬时值之分。如果所取的时问间隔很小很小,这样得到的就是瞬时线速度。上面我们所说的速度方向就是指瞬时线速度的方向,与半径垂直,和圆弧相切。 5.物理意义:描述质点沿圆周运动快慢的物理量。线速度越大,质点沿圆弧运动越快。6.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叫匀速圆周运动。或质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。(2)因线速度方向不断发生变化,故匀速圆周运动是一种变速运动,这里的“匀速”是指速率不变。

高中物理教案:匀速圆周运动

高中物理教案:匀速圆周运动 高一物理教案:匀速圆周运动 一、教学任务分析 匀速圆周运动是继直线运动后学习的第一个曲线运动,是对如何描述 和研究比直线运动复杂的运动的拓展,是力与运动关系知识的进一步 延伸,也是以后学习其他更复杂曲线运动(平抛运动、单摆的简谐振 动等)的基础。 学习匀速圆周运动需要以匀速直线运动、牛顿运动定律等知识为基础。 从观察生活与实验中的现象入手,使学生知道物体做曲线运动的条件,归纳理解到匀速圆周运动是最基本、最简单的圆周运动,体会建立理 想模型的科学研究方法。 通过设置情境,使学生感受圆周运动快慢不同的情况,理解到需要引 入描述圆周运动快慢的物理量,再通过与匀速直线运动的类比和多媒 体动画的辅助,学习线速度与角速度的概念。 通过小组讨论、实验探究、相互交流等方式,创设平台,让学生根据 本节课所学的知识,对几个实际问题实行讨论分析,调动学生学习的 情感,学会合作与交流,养成严谨务实的科学品质。 通过生活实例,理解圆周运动在生活中是普遍存有的,学习和研究圆 周运动是非常必要和十分重要的,激发学习热情和兴趣。 二、教学目标 1、知识与技能 (1)知道物体做曲线运动的条件。 (2)知道圆周运动;理解匀速圆周运动。 (3)理解线速度和角速度。

(4)会在实际问题中计算线速度和角速度的大小并判断线速度的方向。 2、过程与方法 (1)通过对匀速圆周运动概念的形成过程,理解建立理想模型的物理 方法。 (2)通过学习匀速圆周运动的定义和线速度、角速度的定义,理解类 比方法的使用。 3、态度、情感与价值观 (1)从生活实例理解圆周运动的普遍性和研究圆周运动的必要性,激 发学习兴趣和求知欲。 (2)通过共同探讨、相互交流的学习过程,懂得合作、交流对于学习 的重要作用,在活动中乐于与人合作,尊重同学的见解,善于与人交流。 三、教学重点难点 重点: (1)匀速圆周运动概念。 (2)用线速度、角速度描述圆周运动的快慢。 难点:理解线速度方向是圆弧上各点的切线方向。 四、教学资源 1、器材:壁挂式钟,回力玩具小车,边缘带孔的旋转圆盘,玻璃板, 建筑用黄沙,乒乓球,斜面,刻度尺,带有细绳连接的小球。 2、课件:flash课件——演示同样时间内,两个运动所经过的弧长不同的匀速圆周运动;——演示同样时间内,两个运动半径所转过角度 不同的匀速圆周运动。

《匀速圆周运动》教学设计

1文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑. 《匀速圆周运动》教学设计 【教学目标】 1、知识与技能 (1)了解物体做圆周运动的特征 (2)理解线速度的概念,知道它是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量。理解描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量还有角速度和周期,会用它们的公式进行计算。 (3)理解线速度、角速度、周期之间的关系:T r r v πω2== 2、过程与方法 (1)联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例,找出共同特征。 (2)联系各种日常生活中常见的现象,通过课堂演示实验的观察,引导学生归纳、总结描述物体做圆周运动快慢的方法,进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量:线速度大t s v =、角速度大小t ?ω=:周期T 、转速n 等。 (3)探究线速度与周期之间的关系T r v π2= ,结合T πω2=,导出ωr v = 3、情感、态度与价值观 (1)经历观察、分析总结及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。 (2)通过亲身感悟,使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量(线速度、角速度、周期等)以及它们相互关系的感性认识。 【教学重点】:线速度、角速度、周期的概念以及它们之间的联系。 【教学难点】:理解线速度、角速度物理意义。 【教学方法】:教师启发、引导,学生归纳分析,讨论、交流学习成果。 【教学媒体】:实物、图片、电脑多媒体动画课件等。 【教学设计】: 一、认识圆周运动 1、圆周运动:物体的运动轨迹是圆周,这样的运动叫圆周运动。 2、生活中圆周运动:如钟表指针的运动;转动的电风扇上各点的运动;计算机读写数据时硬盘的盘片,蒸汽机工作时转轮的运动。 【讨论与交流】 ★ 同学们还见过或经历过哪些圆周运动?你对圆周运动有什么认识? 如:游乐场里的摩天轮;车轮的转动;月球绕地球的运动;地球及各个行星绕太阳的运动等。 ★ 今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动 图1 图2 图3 图4

圆周运动学案

5.4 圆周运动(预习案) 班级小组姓名 【学习目标及方法指导】 1.了解物体做圆周运动的特征。 2.理解线速度、角速度和周期的概念,知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量,会用它们的公式进行计算。 3.理解线速度、角速度、周期之间的关系。 【学习重点、难点】 线速度、角速度、周期概念,及其相互关系的理解和应用,匀速圆周运动的特点。【自主学习过程】 一、线速度 1.定义:做圆周运动的质点通过的与的比值叫做圆周运动的线速度。 2.公式: 3.单位: 4.矢量性:量,方向: 5.匀速圆周运动:如果物体沿着,并且处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。 注意:“匀速”指的是? 练习:质点做匀速圆周运动,则( ) A.在任何相等的时间里,质点的位移都相等 B.在任何相等的时间里,质点通过的路程都相等 C.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 D.在任何相等的时间里,质点运动的平均速度都相等 二、角速度 1.定义:角速度等于和的比值角速度是描述的物理量。 2.公式: 3.单位:三、周期,频率,转速 1.周期的定义: 周期的符号:,单位: 2.频率的定义:物质在1秒内完成周期性变化的次数叫做频率。 常用 f 表示,单位Hz 3.转速的定义: 4.转速的符号:,单位: 四、线速度、角速度、周期之间的关系 分析:一物体做半径为r的匀速圆周运动,问: 1.它运动一周所用的时间叫,用T表示,它在周期T内转过的弧长为。由此可知它的线速度为。 2.一个周期T内转过的角度为,物体的角速度为。 思考总结得到角速度与线速度的关系: 讨论:(1)当v一定时,与成反比。 (2)当ω一定时,与成正比。 (3)当r一定时,与成正比。 思考:物体做匀速圆周运动时,v、ω、T是否改变? 五、匀速圆周运动的特点 由于匀速圆周运动是不变的运动,物体单位时间通过的弧长相等,所以物体在单位时间转过的角也相等。因此可以说,匀速圆周运动是.的圆周运动。 【自主检查】 1.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是() A.线速度不变B.周期不变 C.角速度大小不变D.运动状态不变 2.关于角速度和线速度,下列说法正确的是() A.半径一定,角速度与线速度成反比 B.半径一定,角速度与线速度成正比 C.线速度一定,角速度与半径成正比 D.角速度一定,线速度与半径成反比

《圆周运动》教学设计

《圆周运动》教学设计 “圆周运动”为物理必修2曲线运动中的内容,是直线运动知识的拓展,也是曲线运动知识 的深入研究。本节课中,根据圆周运动的自身的特点,引入了线速度、角速度、转速和周期的 概念,这些概念的学习是本章的重点,也是后面几节向心加速度、向心加速度和向心力学习的 基础,同时为学习带电粒子在电磁场中运动打下基础。此外,匀速圆周运动与我们日常生活、 生产、科学研究有着密切的联系,因此学习这部分有重要的意义。 【学情分析】 学生在前面的学习过程中已掌握了有关曲线运动的相关知识,实际生活中有许多鲜活的素材,已经具备了一定的知识积累和生活阅历。同时初步掌握了微元法和比值定义法,再加上在 数学上对圆的认识,学生已经初步具备了研究圆周运动问题基本能力,就知识本身而言,本节 课的知识对学生来讲不是困难。由于本节课的概念比较多,内容相对其它节而言比较单调,应 通过举一些实例引起学生注意力,启发学生思考、总结,认识现象从而理解概念。此外,高一 学生已具备一定观察能力和经验抽象思维能力,并对未知新事物有较强的探究欲望。 【教学目标】 一、知识与技能 1、知道圆周运动的概念; 2、通过实际生活中的圆周运动的例子,掌握线速度、角速度、转速和周期概念; 3、学生通过学习圆周运动的模型,理解匀速圆周运动是变速运动,以及速度大小不变,方向时刻在变; 4、掌握各物理量之间的关系,学生会计算圆周运动的一些物理量。 二、过程与方法 1、经历线速度、角速度概念由来的理论探究过程,让学生感受科学探究艰辛和成功的喜悦; 2、掌握发现、总结物理规律的方法:合理猜想、实验法、归纳法,极限法等; 3、通过演示实验及多媒体课件展示获取感性认识,经过理论探究和严密的逻辑推理获得理性的升华。 三、情感态度与价值观 1、通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点; 2、通过合作探究学习,培养学生多动手、勤思考、善于归纳总结的学习态度,提升学生学习物理的兴趣和热情。 【教学重难点】 重点:线速度、角速度的概念,以及描述匀速圆周运动快慢与描述直线运动快慢的方法的比较。 难点:理解线速度、角速度的物理意义。 【教学过程】 为了让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究过程,充分

2020-2021学年高中物理 第4章 匀速圆周运动整合提升学案 鲁科版必修2

第4章匀速圆周运动 一、圆周运动的描述:线速度、角速度、向心力、加速度 1.线速度:反映质点沿圆周运动快慢的物理量. v=错误!=错误! 2.角速度:反映质点绕圆心转动快慢的物理量 ω=错误!=错误! 3.向心力:根据效果命名的力,可以是几个力的合力,也可以是某个力的分力,还可能是重力、弹力或摩擦力.如果物体做匀速圆周运动,合力一定全部提供向心力. 4.向心加速度:反映速度方向变化快慢的物理量. a=错误!=ω2r=错误!r=ωv.

例1如图1所示是一个皮带传动减速装置,轮A和轮B共轴固定在一起,各轮半径之比R A∶R B∶R C∶R D=2∶1∶1∶2,求在运转过程中,轮C边缘上一点和轮D边缘上一点向心加速度之比. 图1 二、圆周运动问题分析 1.明确圆周运动的轨道平面、圆心和半径是解题的基础.分析圆周运动问题时,首先要明确其圆周轨道是怎样的一个平面,确定其圆心在何处,半径是多大,这样才能掌握做圆周运动物体的运动情况. 2.分析物体受力情况,搞清向心力的来源是解题的关键.如果物体做匀速圆周运动,物体所受各力的合力就是向心力;如果物体做变速圆周运动,它所受的合力一般不是向心力,但在某些特殊位置(例如:竖直平面内圆周的最高点、最低点),合力也可能就是向心力. 3.恰当地选择向心力公式.向心力公式F=m错误!=mrω2=m错误!2r中都有明确的特征,应用时要根据题意,选择适当的公式计算. 例2如图2所示,两根长度相同的轻绳,连接着相同的两个小球,让它们穿过光滑的杆

在水平面内做匀速圆周运动,其中O为圆心,两段细绳在同一直线上,此时,两段绳子受到的拉力之比为多少? 图2 三、圆周运动中的临界问题 1.临界状态 当物体从某种特性变化为另一种特性时发生质的飞跃的转折状态,通常叫做临界状态,出现临界状态时,既可理解为“恰好出现”,也可理解为“恰好不出现”. 2.轻绳类 轻绳拴球在竖直面内做圆周运动,过最高点时,临界速度为v=错误!,此时F绳=0.

圆周运动及其运用学案

圆周运动及其运用 一、描述匀速圆周运动的物理量 1.概念:线速度、角速度、周期、转速、向心力、向心加速度,比较如表所示: 二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1.匀速圆周运动 (1)定义:线速度_________的圆周运动. (2)性质:向心加速度大小_____,方向总是_________的变加速曲线运动. (3)质点做匀速圆周运动的条件合力______不变,方向始终与速度方向______且指向圆心. 【答案】大小不变 不变指向圆心 大小垂直 2.非匀速圆周运动 (1)定义:线速度大小、方向均__________的圆周运动. (2)合力的作用.

①合力沿速度方向的分量Ft产生切向加速度,Ft=mat,它只改变速度的______. ②合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度,Fn=man,它只改变速度的______. 【答案】发生变化 大小方向 三、离心运动和近心运动 1.离心运动 (1)定义:做_________的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需________的情况下,所做的逐渐远离圆心的运动. (2)本质:做圆周运动的物体,由于本身的______,总有沿着圆周__________飞出去的倾向. 【答案】圆周运动向心力 惯性切线方向 (3)受力特点. ①当F=mω2r时,物体做__________运动; ②当F=0时,物体沿______方向飞出; ③当F

【答案】匀速圆周切线远离 2.近心运动 当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时,即F>mω2r,物体将逐渐______圆心,做近心运动. 【答案】靠近 考点一水平面内的匀速圆周运动 1.在分析传动装置的物理量时,要抓住不等量和相等量的关系,表现为: (1)同一转轴的各点角速度ω相同,而线速度v=ωR与半径R成正比,向心加速度大小a=Rω2与半径r成正比. (2)当皮带不打滑时,用皮带连接的两轮边沿上的各点线速度大小相 等,由ω=v R可知,ω与R成反比,由a=v2 R可知,a与R成反比. 2.用动力学方法解决圆周运动中的问题 (1)向心力的来源. 向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避

(完整word版)高中物理圆周运动优秀教案及教学设计

高中物理圆周运动优秀教案及教学设计 导语:教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后,通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动,提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。你知道生活中还有哪些圆周运动呢?以下是品才整理的,欢迎阅读参考! 一、教材分析 《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第5节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后,接触到的又一个美丽的曲线运动,本节内容作为该章节的重要部分,主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念,为后继的学习打下一个良好的基础。 人教版教材有一个的特点就是以实验事实为基础,让学生得出感性认识,再通过理论分析总结出规律,从而形成理性认识。 教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后,通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动,提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。 二、教学目标 1.知识与技能 ①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。理解线

速度的概念;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算。 ②理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T。 ③理解匀速圆周运动是变速运动。 ④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。 2.过程与方法 ①运用极限思维理解线速度的瞬时性和矢量性.掌握运用圆周运动的特点去分析有关问题。 ②体会有了线速度后,为什么还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的单位。 3.情感、态度与价值观 ①通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点。 ②体会应用知识的乐趣,感受物理就在身边,激发学生学习的兴趣。 ③进行爱的教育。在与学生的交流中,表达关爱和赏识,如微笑着对学生说“非常好!”“你们真棒!”“分析得对!”让学生得到肯定和鼓励,心情愉快地学习。 三、教学重点、难点 1.重点

粤教版必修二2.1《匀速圆周运动》WORD教案06

匀速圆周运动 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度、理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算。 2、理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=r 3 =2n r/T 3、理解匀速圆周运动是变速运动。 (二)过程与方法 1、运用极限法理解线速度的瞬时性。 2、运用数学知识推导角速度的单位。[来源:https://www.docsj.com/doc/dd6148800.html,] (三)情感、态度与价值观 1、通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点。 2、体会应用知识的乐趣。 ★教学重点来源:https://www.docsj.com/doc/dd6148800.html,] 线速度、角速度的概念以及它们之间的联系。 ★教学难点 理解线速度、角速度的物理意义。 ★教学方法 教师启发、引导,学生归纳分析,讨论、交流学习成果。 ★教学工具 投影仪等多媒体教学设备 ★教学过程 (一)弓I入新课 上节课我们学习了抛体运动的规律,这节课开始我们再来学习一类常见的曲线运动 圆周运动。 (二)进行新课[来源:学科网Z,X,X,K] 教师活动:引导学生列举生活中常见的圆周运动的实例,增强学生的感性认识。 学生活动:学生纷纷举例。选出代表发言。 教师活动: 待学生举例后,提出问题: 这些作圆周运动的物体,哪些运动得更快?我们应该如何比较它们运动的快慢呢? 引导学生讨论教材“思考与讨论”中的问题,选出代表发表见解。 学生活动:思考并讨论自行车的大齿轮、小齿轮、后轮上各点运动的快慢。

教师活动:听取学生的发言,针对学生的不同意见,引导学生过渡到对描述圆周运动

快慢的物理量一一线速度的学习上来。 点评:让学生的最大限度的发表自己的见解,教师不必急于纠正学生回答中可能出现的 错误。要给学生创造发表见解的机会,创设问题情境,拓宽思考问题的空间。保护学生的学习积极性。 1、线速度 我们曾经用速度这个概念来描述物体作直线运动时的快慢,那么我们能否继教师活动: 续用这个概念来描述圆周运动的快慢呢?如果能,该怎样定义呢? 给出阅读提纲,学生先归纳,然后师生互动加深学习。 [投影]阅读提纲 (1)线速度的物理意义 (2)线速度的定义 (3)线速度的定义式 (4)线速度的瞬时性 (5)线速度的方向 (6)匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗? (1)结合阅读提纲阅读课本内容 学生活动: (2)尝试自己归纳知识点 (3)交流讨论,查缺补漏 师生互动:投影知识点并点评、总结 (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△ 1和所用时间△ t的比值叫做线速度。(比值定义 法) (3)大小:v = 。单位:m/s (s是弧长,非位移)(4)当选取的时间△ t 很小很小时(趋近零),弧长△ 1就等于物体在t时刻的位移,定义式中的V, 就是直线运动中学 过的瞬时速度了。 (5)方向:在圆周各点的切线上来源学科网] (6)“匀速圆周运动”中的“匀速”指的速度的大小不变,即速率不变;而 “匀速直线运动”的“匀速”指的速度不变是大小方向都不变,二者并不相同。 [结论]匀速圆周运动是一种变速运动? 2、角速度 教师活动:描述圆周运动的快慢,除了用线速度外,还有没有其它方法? 给出阅读提纲,学生先归纳,然后师生互动加深学习。 [投影]阅读提纲 (1)角速度的物理意义

匀速圆周运动教学设计

匀速圆周运动 一、教学内容分析 “匀速圆周运动”选自人教版高中《物理》第一册第五章第4节。在此之前,学生已经学习了直线运动的相关内容,和曲线运动的基本知识,自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物也为学生的认知奠定了感性基础,本节课主要是帮助学生在原有的感性基础上建立匀速圆周运动的几个概念,为今后进一步学习向心力、向心加速度以及万有引力的知识打下基础。 此外,匀速圆周运动与我们日常生活、生产、科学研究有着密切的联系,因此学习这部分有重要的意义。 二、学习情况分析 本节内容是继学生学习平抛运动后,又一种变速曲线运动。在曲线运动的学习中,学生已经知道了曲线运动的速度方向在曲线这一点的切线方向并知道曲线运动是变速运动,此前,学生也已经掌握了直线运动及其快慢描述方法。这些知识都为匀速圆周运动的学习奠定了基础。此外,高一学生已具备一定观察能力和经验抽象思维能力,并对未知新事物有较强的探究欲望。 三、设计思想 “匀速圆周运动”是以概念教学为主的一节课,对物理概念的理解和认识是教学要达到的目标之一,也是教学的出发点。物理是一门培养和发展人的思维的重要学科,因此,在教学中,不仅要使学生“知其然”而且要使学生“知其所以然”。为了体现以学生发展为本,遵循学生的认知规律,体现循序渐进与启发式的教学原则,我在整节课的教学设计中,以建构主义理论为指导,辅以多媒体手段,采用情景教学法和引导式教学法,结合师生共同讨论、归纳,以“情境产生问题”,注重知识的形成过程,针对“什么是匀速圆周运动”以及“匀速圆周运动快慢的描述”展开探究活动,在问题交流讨论中发展学生观点,最终形成对概念的理解。 四、教学目标 知识目标 1、知道匀速圆周运动的概念; 2、理解线速度、角速度和周期; 3、理解线速度、角速度和周期三者之间的关系。 能力目标 能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决实际问题。 情感目标 具有协作意识和探究精神,并在活动中感受学习物理的乐趣。 五、教学重点和难点 重点

(完整版)《圆周运动》教学设计

《圆周运动》教学设计 六盘水市第二实验中学卢毅 一、教材分析 本节课的教学内容为新人教版第五章第四节《圆周运动》,它是在学生学习了曲线运动的规律和曲线运动的处理方法以及平抛运动后接触到的又一类曲线运动实例。本节作为该章的重要内容之一,主要向学生介绍了描述圆周运动快慢的几个物理量,匀速圆周运动的特点,在此基础上讨论这几个物理量之间的变化关系,为后续学习圆周运动打下良好的基础。 二、学情分析 通过前面的学习,学生已对曲线运动的条件、运动的合成和分解、曲线运动的处理方法、平抛运动的规律有了一定的了解和认识。在此基础上了,教师通过生活中的实例和实物,利用多媒体,引导学生分析讨论,使学生对圆周运动从感性认识到理性认识,得出相关概念和规律。在生活中学生已经接触到很多圆周运动实例,对其并不陌生,但学生对如何描述圆周运动快慢却是第一次接触,因此学生在对概念的表述不够准确,对问题的猜想不够合理,对规律的认识存在疑惑等。教师在教学中要善于利用教学资源,启发引导学生大胆猜想、合理推导、细心总结、敢于表达,这就能对圆周运动的认识有深度和广度。 三、设计思想 本节课结合我校学生的实际学习情况,对教材进行挖掘和思考,始终把学生放在学习主体的地位,让学生在思考、讨论交流中对描述圆周运动快慢形成初步的系统认识,让学生的思考和教师的引导形成共鸣。 本节课结合了曲线运动的规律及解决方法,利用生活中曲线运动实例(如钟表、转动的飞轮等)使学生建立起圆周运动的概念,在此基础上认识描述圆周运动快慢的相关物理量。总体设计思路如下:

四、教学目标 (一)、知识与技能 1、知道什么是圆周运动、匀速圆周运动。理解线速度、角速度、周期的概念,会用线速度角速度公式进行计算。 2、理解线速度、角速度、周期之间的关系,即r r T v ωπ ==2。 3、理解匀速圆周运动是变速运动。 4、能利用圆周运动的线速度、角速度、周期的概念分析解决生活生产中的实际问题。 (二)、过程与方法 1、知道并理解运用比值定义法得出线速度概念,运用极限思想理解线速度的矢量性和瞬时性。 2、体会在利用线速度描述圆周运动快慢后,为什么还要学习角速度。能利用类比定义线速度概念的方法得出角速度概念。 (三)、情感、态度与价值观 1、通过极限思想的运用,体会物理与其他学科之间的联系,建立普遍联系的世界观。 2、体会物理知识来源于生活服务于生活的价值观,激发学生的学习兴趣。 3、通过教师与学生、学生与学生之间轻松融洽的讨论和交流,让学生感受快乐学习。 五、教学重点、教学难点

匀速圆周运动教案

四、匀速圆周运动 一、教学目标: 1.知道什么是匀速圆周运动 2.掌握V,W,T的定义及它们之间的关系 3.会用有关公式求解简单的线速度,角速度的大小。 二、教学重点 1.线速度、角速度的概念。 2.V、W、T、f、n之间的关系 三、教学难点 各物理量之间的关系及应用 教学过程: 新课引入: 复习上节课节课的内容:上节课我们学习了平抛运动,知道平抛运动中物体的加速度为g,大小恒定,因此平抛运动是一种匀变速曲线运动,我们可以把平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体的运动,那今天我们再来学习另一种常见却很重要的曲线运动—匀速圆周运动。 二、进行新课: 问:在学习匀速圆周运动前,我们先想一下什么是圆周运动?请同学们举一些生活中常见的列子。 答:风扇、机械表、汽车转弯等。 所以在物理学中,把质点运动的轨迹是圆或者圆弧的一部分的运动叫圆周运动。 问:那什么是匀速圆周运动呢? 【板】一、定义:质点沿圆周运动,如果在相等时间里通过的圆弧长度相等,这种运动叫做匀速圆周运动。 问:那么怎么描述匀速圆周运动的快慢呢?大家猜想一下我们可以用哪些物理量来描述。 二:描述匀速圆周运动快慢的物理量 【板】1、线速度: 质点在做匀速圆周运动时,不同的质点在相同时间内,通过的弧长不同,运动较快的质点,通过的弧长较长。 在物理学中,用质点通过的弧长 S与通过这段弧长所用的时间 t 的比值来表示匀速圆周运动的 快慢,用v表示,所以 s 线速度公式:v= t

进一步理解线速度: 1)线速度是质点做匀速圆周运动的瞬时速度, 用来描述质点沿圆周运动的快慢 2)线速度是矢量,它既有大小,也有方向 3)线速度得大小:v=t s 单位:m/s 4)方向:沿圆周该点的切线方向 5)特点:大小不变,方向时刻改变 6)匀速圆周运动是一种变速曲线运动 “匀速”是指线速度的大小不变,即“匀速率”。 【板】2、角速度: 质点做匀速圆周运动,不同的质点在相同时间内转过的角度不同,转动越快,转过的角度越大。 1)物理意义:角速度是描述质点所在的半径转 过圆心角的快慢 2)角速度大小:ω =φ/t 3)单位:弧度/秒 (rad/s ) 4)性质:匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动 【板】3、周期: 1)定义:匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。

高中物理必修2《生活中的圆周运动》教学设计

高中物理必修2《生活中的圆周运动》教学设计【教材分析】 本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节,是《曲线运动》一章的最后一节。学习本节内容既是对圆周运动规律的复习与巩固, 又是后面继续学习天体运动规律的基础,具有承上启下的作用。教材 安排了铁路的弯道,汽车过拱桥,航天器中的失重现象,离心现象四 个方面的内容,如果面面俱到,难免会蜻蜓点水,为了在教学中突出 重点、分散难点,我将教材内容进行了重新整合,分两课时完成。本 课为第一课时主要讨论铁路弯道的设计意图。【学情分析】通过前面 的学习,学生已经对圆周运动有了较为清晰地认识,但是对于向心力 的概念理解还不够深入。同时高一的学生思维活跃,求知欲强,他们 很希望参与到课堂中来,自主的解决问题。【三维学习目标】过程与 方法知识与技能情感态度和价值观经历观察思考,自主探究,交流讨 论等活动进一步理解向心力的概念。 能在具体问题中找到向心力的来源培养学生的团队精神,合作意识;感悟科学的严肃性,培养学生严谨的学风教学重点和难点:在具 体问题中找到向心力的来源 【教学策略】 1.教法:使用情境激趣、设疑引导、适时点拨的方式引领学生的 学习;

2.学法:学生在教师的引领下,通过观察现象、自主探究、交流 讨论等方式参与到课堂中来,体验求知乐趣,成为学习的主人。 3.教学资源: (1)多媒体课件; (2)自制教具:车轮模型、弯道模型; 【教学过程】 一、设置情景、引入新课 首先,播放一段4.28胶济铁路火车事故的视频动画,将学生的注 意力吸引到火车转弯这一具体情境中来。我就此提出两个问题:1.火 车转弯时的限定速度是怎样规定的?2.火车超速时为什么容易造成脱 轨事故?学生带着问题进入课堂,既引起了他们的兴趣,又为他们的 学习指明了方向。 二、复习巩固、明确方法 我通过提问的方式,帮助学生回忆计算向心力的常用公式,然后,设置情景,让学生对做圆周运动的物体做出受力分析并找到向心力的 来源。 情景一:物块随圆盘做匀速圆周运动。 情景二:小球在杯子内壁做圆周运动。此情景并没有直接展示给 学生,而是提出问题:“你能不用手接触小球,而不使小球落入杯底

物理教案-匀速圆周运动的实例分析

物理教案-匀速圆周运动的实例分析 教学目标 知识目标 1、进一步理解向心力的概念. 2、理解向心力公式,进一步明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用. 能力目标 1、培养在实际问题中分析向心力来源的能力. 2、培养运用物理知识解决实际问题的能力. 情感目标 1、激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯. 教学建议 教材分析 教材首先明确提出向心力是按效果命名的力,任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力,接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题.后面又附有思考与讨论,开拓学生的思维. 教法建议 1、培养学生分析向心力来源的能力,分析问题时,要首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析,并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力,就是提供给物体做圆周运动的向心力. 2、培养学生运用物体知识解决实际问题的能力.通过例题的分析与讨论(结合动画或课件),引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法.即:第一:根据物体受力情况分析向心力的来源,做匀速圆周运动的物体. 第二:运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力. 第三:由物体实际受到的力提供了它所需要的向心力,列出方程求解. 3、可多举一些实例让学生分析.向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可由它们的合力提供.

4、在讲述汽车过拱桥的问题时,汽车做的是变速圆周运动,对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出:在变速圆周运动中,物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度,向心力公式仍是适用的.但要注意,对于物体做匀速圆周运动的情况,只有在物体通过最高点和最低点时,向心力才是合外力.同时,还可以向学生指出:此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象,是发生在圆周运动中的超重或失重现象. 教学设计方案 匀速圆周运动的实例分析 教学重点:分析向心力来源. 教学难点:实际问题的处理方法. 主要设计: 一、讨论向心力的来源: 例如:万有引力提供向心力(人造地球卫星);弹力提供向心力(绳系小球在光滑水平面上的匀速圆周运动);摩擦力力提供向心力(物价在转盘上随转盘一起转动);合力提供向心力(圆锥摆等). 二、讨论火车转弯: (一)展示图片1:火车车轮有凸出的轮缘. (二)展示课件1:外轨作用在火车轮缘上的力F是使火车必须转弯的向心力. (三)展示课件2:外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力. (四)讨论:为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制? 三、讨论汽车过拱桥: (一)思考:汽车过拱桥时,对桥面的压力与重力谁大? (二)展示课件3:汽车过拱桥在最高点的受力情况(变变) (三)展示课件4:汽车过凹形桥时低点时的受力情况(变变) (四)总结在圆周运动中的超重、失重情况.

高中物理 《匀速圆周运动 》导学案 教科版必修

高中物理《匀速圆周运动》导学案教科版必 修 复习案导学案 【学习目标】 1、理解匀速圆周运动,线速度、角速度、周期、圆周运动的向心力和向心加速度 2、能用匀速圆周运动规律解决实际问题 【重点难点】 1、匀速圆周运动中线速度、角速度、周期、圆周运动的向心力和向心加速度的理解 2、圆周运动的质点受力分析并求圆周运动的向心力 【使用说明及学法指导】 细读教材,根据预习案的提示先自学然后通过小组合作完成导学案。 【旧知回顾】 知识点 一、匀速圆周运动 1、线速度: 2、角速度: 3、频率f 和周期T:

4、线速度、角速度和半径的关系:v = rω 5、匀速圆周运动的特点: 线速度的大小不变,方向时刻都在改变。匀速圆周运动性质:变加速曲线运动 6、两个有用的结论:①皮带上及轮子边缘上各点的线速度相同(皮带传动或齿轮传动)②同一轮上各点的角速度相同(同轴转动)知识点 二、向心力和向心加速度 1、向心加速度(1)、方向:始终指向圆心(2)、物理意义:描述速度方向变化的快慢(3)、向心加速度的大小:2向心力(1)、方向:始终指向圆心(1)、向心力的大小: 3、向心力的来源:沿半径方向的合力(匀速圆周运动:合力充当向心力) 4、离心运动和向心运动(1)离心运动:物体能提供的向心力小于物体做圆周运动需要的向心力,即:F供F需 5、常见的匀速圆周运动受力分析实例: 【课内探究】 1、关于匀速圆周运动,正确的是:() A、线速度不变 B、角速度不变 C、向心加速度不变

D、匀变速曲线运动。 2、如图所示的皮带传动装置中,O为轮子A和B的共同转轴,O′为轮子C的转轴, A、 B、C分别是三个轮子边缘上的质点,且RA=RC=2RB,则三质点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC等于() A、4∶2∶1 B、2∶1∶2 C、1∶2∶4 D、4∶1∶ 43、做匀速圆周运动的物体,10 s内沿半径是20 m的圆周运动了100 m,则其线速度大小是 m/s,周期是s,角速度是rad/s。 4、 A、B两质点分别做匀速圆周运动,在相同时间内,它们通过的弧长之比sA∶sB=2∶3,而转过的角度之比φA∶φB=3∶2,则它们的周期之比TA∶TB=;角速度之比ωA∶ωB =;线速度之比vA∶vB=,半径之比RA∶RB=、6、质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动,若经最高点不脱离轨道的临界速度为v,则当小球以2v速度经过最高点时,求小球对轨道压力的大小为多少? 【能力提升】

圆周运动教学设计范文

圆周运动教学设计范文 圆周运动教学设计范文 在教学工作者开展教学活动前,就不得不需要编写教学设计,教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。我们应该怎么写教学设计呢?下面是整理的圆周运动教学设计范文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。 本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节,是《曲线运动》一章的最后一节。学习本节内容既是对圆周运动规律的复习与巩固,又是后面继续学习天体运动规律的基础,具有承上启下的作用。教材安排了铁路的弯道,汽车过拱桥,航天器中的失重现象,离心现象四个方面的内容,如果面面俱到,难免会蜻蜓点水,为了在教学中突出重点、分散难点,我将教材内容进行了重新整合,分两课时完成。本课为第一课时主要讨论铁路弯道的设计意图。 通过前面的学习,学生已经对圆周运动有了较为清晰地认识,但是对于向心力的概念理解还不够深入。同时高一的学生思维活跃,求知欲强,他们很希望参与到课堂中来,自主的解决问题。 过程与方法知识与技能情感态度和价值观经历观察思考,自主探究,交流讨论等活动进一步理解向心力的概念。

能在具体问题中找到向心力的来源培养学生的团队精神,合作意识;感悟科学的严肃性,培养学生严谨的学风教学重点和难点:在具体问题中找到向心力的来源 1.教法:使用情境激趣、设疑引导、适时点拨的方式引领学生的学习; 2.学法:学生在教师的引领下,通过观察现象、自主探究、交流讨论等方式参与到课堂中来,体验求知乐趣,成为学习的主人。 3.教学资源: 多媒体课件; 自制教具:车轮模型、弯道模型; 一、设置情景、引入新课 首先,播放一段4.28胶济铁路火车事故的视频动画,将学生的注意力吸引到火车转弯这一具体情境中来。我就此提出两个问题:1.火车转弯时的限定速度是怎样规定的?2.火车超速时为什么容易造成脱轨事故?学生带着问题进入课堂,既引起了他们的兴趣,又为他们的学习指明了方向。 二、复习巩固、明确方法 我通过提问的方式,帮助学生回忆计算向心力的常用公式,然后,设置情景,让学生对做圆周运动的物体做出受力分析并找到向心力的来源。

高中物理:2.3《匀速圆周运动的实例分析》教案 教科版必修2

第三节匀速圆周运动的实例分析 一、教学目标 1.知道什么是离心现象,知道物体做离心运动的条件。 2.能结合课本所分析的实际问题,知道离心运动的应用和防止。 二、重点难点 重点:物体做离心运动所满足的条件。 难点:对离心运动的理解及其实例分析。 三、教学方法 观察总结 四、教学过程 (一)引入新课 做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞去的倾向,它之所以没有飞去是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来,使物体同圆心的距离保持不变。 做匀速圆周运动的物体,它所受的合外力恰提供了它所需要的向心力,如果提供它的外力消失或不足,物体将怎样运动呢?本节课专门研究这一问题。 (二)进行新课 1.离心运动:学生阅读教材【离心现象】 做匀速圆周运动的物体,在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。 2.离心运动的条件: (1)当产生向心力的合外力突然消失,物体便沿所在位置的切线方向飞出。 (2)当产生向心力的合外力不完全消失,而只是小于所需要的向心力,物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动,远离圆心而去。 3.离心现象的本质——物体惯性的表现 做匀速圆周运动的物体,由于本身有惯性,总是想沿着切线方向运动,只是由于向心力作用,使它不能沿切线方向飞出,而被限制着沿圆周运动。如果提供向心力的合外力突然消失,物体由于本身的惯性,将沿着切线方向运动,这也是牛顿第一定律的必然结果。如果提供向心力的合外力减小,使它不足以将物体限制在圆周上,物体将做半径变大的圆周运动。此时,物体逐渐远离圆心,但“远离”不能理解为“背离”。做离心运动的物体并非沿半径方

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