高中圓周運(yùn)動(dòng)教案

高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》優(yōu)秀教案。

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會(huì)提前做好準(zhǔn)備，作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。我們要如何寫好一份值得稱贊的教案呢？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》優(yōu)秀教案》，希望能為您提供更多的參考。

高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》優(yōu)秀教案

【教材分析】

本節(jié)是人教版高中《物理》必修2第五章第7節(jié)，是《曲線運(yùn)動(dòng)》一章的最后一節(jié)。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的復(fù)習(xí)與鞏固，又是后面繼續(xù)學(xué)習(xí)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。教材安排了鐵路的彎道，汽車過拱橋，航天器中的失重現(xiàn)象，離心現(xiàn)象四個(gè)方面的內(nèi)容，如果面面俱到，難免會(huì)蜻蜓點(diǎn)水，為了在教學(xué)中突出重點(diǎn)、分散難點(diǎn)，我將教材內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，分兩課時(shí)完成。本課為第一課時(shí)主要討論鐵路彎道的設(shè)計(jì)意圖。

【學(xué)情分析】

通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有了較為清晰地認(rèn)識(shí)，但是對(duì)于向心力的概念理解還不夠深入。同時(shí)高一的學(xué)生思維活躍，求知欲強(qiáng)，他們很希望參與到課堂中來，自主的解決問題。

【三維學(xué)習(xí)目標(biāo)】

過程與方法

知識(shí)與技能

情感態(tài)度和價(jià)值觀

經(jīng)歷觀察思考，自主探究，交流討論等活動(dòng)

進(jìn)一步理解向心力的概念。

能在具體問題中找到向心力的來源

培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，合作意識(shí)；感悟科學(xué)的嚴(yán)肅性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：在具體問題中找到向心力的來源

【教學(xué)策略】

1．教法：使用情境激趣、設(shè)疑引導(dǎo)、適時(shí)點(diǎn)撥的方式引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)；

2．學(xué)法：學(xué)生在教師的引領(lǐng)下，通過觀察現(xiàn)象、自主探究、交流討論等方式參與到課堂中來，體驗(yàn)求知樂趣，成為學(xué)習(xí)的主人。

3．教學(xué)資源：

（1）多媒體課件；

（2）演示教具：電動(dòng)仿真火車；

（3）自制教具：車輪模型、彎道模型；

（4）分組探究教具：仿真火車和軌道模型、橡皮泥、一次性紙杯和小球。

【教學(xué)過程】

一、設(shè)置情景、引入新課

首先，播放一段描述火車轉(zhuǎn)彎時(shí)脫軌的事故的視頻，將學(xué)生的注意力吸引到火車轉(zhuǎn)彎這一具體情境中來。我就此提出兩個(gè)問題：1．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的限定速度是怎樣規(guī)定的？2．火車超速時(shí)為什么容易造成脫軌事故？學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂，既引起了他們的興趣，又為他們的學(xué)習(xí)指明了方向。

二、復(fù)習(xí)鞏固、明確方法

我通過提問的方式，幫助學(xué)生回憶計(jì)算向心力的常用公式，然后，設(shè)置情景，讓學(xué)生對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體做出受力分析并找到向心力的來源。

情景一：物塊隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

情景二：小球在杯子內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)。此情景并沒有直接展示給學(xué)生，而是提出問題：“你能不用手接觸小球，而不使小球落入杯底嗎？注意，要保證杯口朝上?！弊寣W(xué)生自己設(shè)計(jì)出小球的運(yùn)動(dòng)方式，并對(duì)杯中小球的運(yùn)動(dòng)情況作出受力分析。通過這種方式讓學(xué)生參與到課堂中來，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而后，教師做出總結(jié)：分析圓周運(yùn)動(dòng)問題，就是要通過運(yùn)動(dòng)分析求出物體需要多大的向心力，通過受力分析找到誰在提供向心力，從而建立供需平衡方程，這是解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般思路。

三、設(shè)疑引導(dǎo)、自主探究

這一部分集中了本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，為了降低學(xué)習(xí)難度，我巧設(shè)梯度，從以下三個(gè)部分組織教學(xué)：

1．認(rèn)識(shí)火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

首先教師使用教具──電動(dòng)模型小火車，分別展示火車在水平桌面和水平彎曲軌道上的運(yùn)動(dòng)，學(xué)生通過觀察和對(duì)比，認(rèn)識(shí)到火車轉(zhuǎn)彎要靠鐵軌和車輪的作用。然后，學(xué)生使用分組探究教具──仿真小火車（如圖），觀察車輪和軌道結(jié)構(gòu)，描述火車車輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。學(xué)生遇到困難時(shí)，教師利用自制教具──模型車輪，加深學(xué)生對(duì)車輪結(jié)構(gòu)的印象，并提示學(xué)生思考車輪輪緣的作用。

進(jìn)一步提出問題：生活中還有什么地方用到了類似的輪子結(jié)構(gòu)？通過學(xué)生的回答，和圖片的展示（學(xué)校門口的電動(dòng)拉門的輪子），使學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一結(jié)構(gòu)在生活中也是常見的，從而拓展了學(xué)生的認(rèn)識(shí)。接著提問學(xué)生：你認(rèn)為火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力來自哪里？經(jīng)過觀察和思考，學(xué)生已經(jīng)不難想到向心力的來源。而后追問：你認(rèn)為這樣的轉(zhuǎn)彎方式有什么弊端嗎？學(xué)生通過思考，結(jié)合上課之初播放的視頻，不難回答出這樣做的危害性。

2．真實(shí)的火車彎道的情況

那么設(shè)計(jì)師有什么好的方法嗎？通過提問，了解學(xué)生對(duì)實(shí)際鐵路彎道特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)情況。而后通過圖片，使學(xué)生認(rèn)識(shí)鐵路彎道處內(nèi)軌低而外軌高的特點(diǎn)；從而發(fā)出疑問，彎道處這樣設(shè)計(jì)的用意何在呢？

提示學(xué)生從受力分析入手，找到此時(shí)向心力的來源，并要求學(xué)生畫出受力分析圖。

除了正確的分析外，學(xué)生很可能將重力與支持力的合力畫成沿斜面向下，這是對(duì)彎道的圓心位置分析不清造成的，對(duì)學(xué)生可能做出的兩種向心力的方向，我不直接評(píng)論對(duì)錯(cuò)，而是使用分組探究教具──橡皮泥，引導(dǎo)學(xué)生自己做出一段鐵路的彎道處的路基。我使用自制教具，展示給學(xué)生彎道處路基的特點(diǎn)，讓學(xué)生的制作有所參照。學(xué)生在合作中，制作出一段路基的形狀。培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和交流合作的能力。彎道做成后，學(xué)生一般并不能由此直接找到向心力的正確方向，此時(shí)，我提示學(xué)生將橡皮泥做成的部分彎道拉長、補(bǔ)合為一個(gè)完整的環(huán)形彎道，學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)，彎道的內(nèi)側(cè)與碗的內(nèi)壁相似，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到和杯子內(nèi)壁的相似性，把小球在杯子內(nèi)壁的運(yùn)動(dòng)與火車在彎道處的運(yùn)動(dòng)作對(duì)比分析。經(jīng)過這樣兩步，學(xué)生已經(jīng)不難得出正確的受力分析。成功的突破了這一教學(xué)難點(diǎn)。

然后趁熱打鐵，引導(dǎo)學(xué)生從定性到定量，寫出重力與支持力的合力的表達(dá)式，為下一步的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

3．假如你是設(shè)計(jì)師

為了解決開課時(shí)提出的兩個(gè)問題，我設(shè)計(jì)了第三部分──假如你是設(shè)計(jì)師。

首先，設(shè)置情境：你設(shè)計(jì)了一段半徑為r，傾角為θ的鐵路彎道，你會(huì)如何規(guī)定火車轉(zhuǎn)彎的速度？提示學(xué)生從解決圓周運(yùn)動(dòng)一般本思路出發(fā)，從供需平衡關(guān)系入手，列出方程，從而得出限定速度的表達(dá)式。從表達(dá)式的得出過程，引導(dǎo)學(xué)生理解，限定速度的規(guī)定實(shí)際是為了保證由重力和支持力的合力提供向心力，從而避免車輪和鐵軌間的擠壓，保證行車安全。

接著，通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察在杯內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)過快的小球從杯中飛出的過程，提示學(xué)生思考，如果火車速度過快會(huì)怎么樣呢？學(xué)生已經(jīng)不難認(rèn)識(shí)到火車速度過快會(huì)使火車脫軌的問題。而后引導(dǎo)學(xué)生用供需平衡條件來解釋這一問題，深化了學(xué)生認(rèn)識(shí)。為了突出重點(diǎn)，這里不提出離心現(xiàn)象這一問題。只是通過現(xiàn)象的分析和認(rèn)識(shí)為離心現(xiàn)象的教學(xué)做好鋪墊。

四、總結(jié)方法、完善認(rèn)識(shí)

通過本節(jié)的教學(xué)不僅要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般方法，更重要的是使他們認(rèn)識(shí)到火車轉(zhuǎn)彎的模型在生活中是普遍存在的，認(rèn)識(shí)到生活中的簡單現(xiàn)象往往就是解決實(shí)際問題的靈感的來源。進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生，還有哪些生活中的運(yùn)動(dòng)也使用了相同的設(shè)計(jì)思想？使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自行車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎也有相似的情況，從而從特殊到一般，深化學(xué)生的認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過對(duì)事故原因的科學(xué)分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到尊重規(guī)律的重要性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

五、布置作業(yè)、課后拓展

課后作業(yè)是學(xué)生再學(xué)習(xí)的重要途徑，本節(jié)課后我安排了兩項(xiàng)作業(yè)。旨在讓學(xué)生鞏固知識(shí)的同時(shí)，認(rèn)識(shí)物理與社會(huì)的聯(lián)系，將對(duì)學(xué)生的知識(shí)教育和情感教育引向課外。

1．課后練習(xí)1、2題。

2．了解中國鐵路提速情況，查找資料，提出你對(duì)鐵路建設(shè)的建議。

【板書設(shè)計(jì)】

【總體設(shè)計(jì)思想】

本節(jié)課的設(shè)計(jì)思想是借助問題給學(xué)生一個(gè)思維的支點(diǎn)，在教師的引領(lǐng)下，從分析生活中的簡單現(xiàn)象入手，找到一般規(guī)律。在新的問題情境中思考、發(fā)現(xiàn)生活中的模型。通過類比，把日常生活中的知識(shí)聯(lián)系到新問題的解決當(dāng)中，在加深知識(shí)理解的過程中，也培養(yǎng)了分析應(yīng)用能力。同時(shí)，通過對(duì)事故原因的分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的分析方法和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。體現(xiàn)“從生活走向物理、從物理走向社會(huì)”的物理教學(xué)理念。

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教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

(1)知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力.會(huì)在具體問題中分析向心力的來源。

(2)能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例。

(3)知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度。

2、過程與方法

(1)通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

(2)通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力。

(3)通過對(duì)離心現(xiàn)象的實(shí)例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

(1)通過對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題。

(2)通過離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析.使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來看待問題。

(3)養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：理解向心力是一種效果力;在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題。

教學(xué)難點(diǎn)：具體問題中向心力的來源;關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析;對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理。

教學(xué)工具

多媒體、板書

教學(xué)過程

新課導(dǎo)入

生活中的圓周運(yùn)動(dòng)到處可見，如運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)彎問題，汽車、火車、飛機(jī)、自行車、摩托車的轉(zhuǎn)彎，只要你注意觀察，高速公路、賽車的彎道處，都做成外高內(nèi)低的路面，自行車、摩托車拐彎時(shí)都要傾斜車身……你知道這是什么原因嗎?

一、鐵路的彎道

1.基本知識(shí)

(1)火車在彎道上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

火車在彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，因此需要很大的向心力.

(2)轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高的缺點(diǎn)

如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，則由外軌對(duì)輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易受損.

(3)鐵路彎道的特點(diǎn)

①轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌.

②鐵軌對(duì)火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道內(nèi)側(cè).

③鐵軌對(duì)火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的圓心，它提供了火車以規(guī)定速度行駛時(shí)的向心力.

2.思考判斷

(1)火車彎道的半徑很大，故火車轉(zhuǎn)彎需要的向心力很小.(×)

(2)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力是車軌與車輪間的擠壓提供的.(×)

(3)火車通過彎道時(shí)具有速度的限制.(√)

探究交流

除了火車彎道具有內(nèi)低外高的特點(diǎn)外，你還了解哪些道路具有這樣的特點(diǎn)?

【提示】有些道路具有外高內(nèi)低的特點(diǎn)是為了增加車輛做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，進(jìn)而提高了車輛的運(yùn)動(dòng)速度，因此一些賽車項(xiàng)目的賽道的彎道要做得外高內(nèi)低，比如汽車、摩托車、自行車賽道的彎道，高速公路的拐彎處等.

二、拱形橋

1.基本知識(shí)

2.思考判斷

(1)汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)，對(duì)地面的壓力等于車重，加速行駛時(shí)大于車重.(×)

(2)汽車在拱形橋上行駛，速度較小時(shí)，對(duì)橋面的壓力大于車重;速度較大時(shí)，對(duì)橋面的壓力小于車重.(×)

(3)汽車過凹形橋底部時(shí)，對(duì)橋面的壓力一定大于車重.(√)

探究交流

地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋，橋面半徑等于地球半徑，試討論：地面上有一輛汽車在行駛，地面對(duì)它的支持力與汽車的速度有何關(guān)系?駕駛員有什么感覺?

【提示】根據(jù)汽車過凸形橋的原理，地球?qū)λ闹С至?/p>

隨v的增大，F(xiàn)N減小.當(dāng)

這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力為零.他有飛起來的感覺，所以駕駛員有失重的感覺.

三、航天器中的失重現(xiàn)象及離心現(xiàn)象

1.基本知識(shí)

(1)航天器在近地軌道的運(yùn)動(dòng)

①對(duì)航天器，在近地軌道可認(rèn)為地球的萬有引力等于其重力，重力充當(dāng)向心力，滿足的關(guān)系為

②對(duì)航天員，由重力和座椅的支持力提供向心力，滿足的關(guān)系為

航天員處于完全失重狀態(tài)，對(duì)座椅壓力為零.

③航天器內(nèi)的任何物體之間均沒有壓力.

(2)對(duì)失重現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)

航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài)，但并不是物體不受地球引力.正因?yàn)槭艿降厍蛞Φ淖饔貌攀购教炱鬟B同其中的乘員做勻速圓周運(yùn)動(dòng).

(3)離心運(yùn)動(dòng)

①定義：物體沿切線飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng).

②原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.

2.思考判斷

(1)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的航天器中的宇航員及所有物體均處于完全失重狀態(tài).(√)

(2)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體不受重力作用.(×)

(3)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體所受合力為零.(×)

探究交流

雨天，當(dāng)你旋轉(zhuǎn)自己的雨傘時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)水滴沿著傘的邊緣切線飛出(如圖所示)，你能說出其中的原因嗎?

【提示】旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，雨滴也隨著運(yùn)動(dòng)起來，但傘面上的雨滴受到的力不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，雨滴由于慣性要保持其原來的速度方向而沿切線方向飛出.

四、火車轉(zhuǎn)彎問題

【問題導(dǎo)思】

1.火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，軌道平面是水平面嗎?

2.火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，向心力是怎樣提供的?

3.火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，速度大小變化，軌道受到的側(cè)向壓力大小變化嗎?

1.軌道分析

火車在轉(zhuǎn)彎過程中，運(yùn)動(dòng)軌跡是一圓弧，由于火車轉(zhuǎn)彎過程中重心高度不變，故火車軌跡所在的平面是水平面，而不是斜面.火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心.

2.向心力分析

如圖所示，火車速度合適時(shí)，火車受重力和支持力作用，火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，合力沿水平方向，大小F=mgtanθ.

為彎道半徑，θ為軌道所在平面與水平面的夾角，v0為轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速度).

4.軌道壓力分析

(1)當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時(shí)，所需向心力僅由重力和彈力的合力提供，此時(shí)火車對(duì)內(nèi)外軌道無擠壓作用.

(2)當(dāng)火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時(shí)，火車所需向心力不再僅由重力和彈力的合力提供，此時(shí)內(nèi)外軌道對(duì)火車輪緣有擠壓作用，具體情況如下：

①當(dāng)火車行駛速度v>v0時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力.

②當(dāng)火車行駛速度v0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力.

誤區(qū)警示

汽車、摩托車賽道拐彎處，高速公路轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)成外高內(nèi)低，也是盡量使車受到的重力和支持力的合力提供向心力，以減小車輪受到地面施加的側(cè)向靜摩擦力.

例：有一列重為100t的火車，以72km/h的速率勻速通過一個(gè)內(nèi)外軌一樣高的彎道，軌道半徑為400m.(g取10m/s2)

(1)試計(jì)算鐵軌受到的側(cè)壓力大小;

(2)若要使火車以此速率通過彎道，且使鐵軌受到的側(cè)壓力為零，我們可以適當(dāng)傾斜路基，試計(jì)算路基傾斜角度θ的正切值.

【審題指導(dǎo)】

(1)問中，外軌對(duì)輪緣的側(cè)壓力提供火車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力.

(2)問中，重力和鐵軌對(duì)火車的支持力的合力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力.

【答案】(1)105N(2)0.1

總結(jié)

解決這類題目首先要明確物體轉(zhuǎn)彎做的是圓周運(yùn)動(dòng)，其次要找準(zhǔn)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的平面及圓心，理解向心力的來源是物體所受合力.

五、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)

【問題導(dǎo)思】

1.關(guān)于豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，一般只討論哪兩種模型?

2.對(duì)“繩模型”，質(zhì)點(diǎn)過最高點(diǎn)的臨界條件是什么?

3.對(duì)“桿模型”，質(zhì)點(diǎn)過最高點(diǎn)的臨界條件是什么?

1.繩模型

小球在細(xì)繩作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球沿豎直光滑軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，都是繩模型，如圖所示.

(1)向心力分析

①小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)受向下的重力和向下的繩子拉力(或軌道彈力)作用，由這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力

②小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)受向下的重力和向上的繩子拉力(或軌道彈力)作用，由這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力

(2)臨界條件

小球恰好過最高點(diǎn)時(shí)，應(yīng)滿足彈

可得小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界速度

(3)最高點(diǎn)受力分析

2.桿模型

小球被一輕桿拉著在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球在豎直放置的光滑細(xì)管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，都是桿模型，如圖所示.

(1)向心力分析

①小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)受桿(或軌道)的彈力和向下的重力作用，由這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力.若彈力向上：

②小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)受向上的桿(或軌道)彈力和向下的重力作用，由這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力

(2)臨界條件

由于桿和管能對(duì)小球產(chǎn)生向上的支持力，故小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件是運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度恰好為零.

(3)最高點(diǎn)受力分析

特別提醒

1.繩模型和桿模型中小球做的都是變速圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)時(shí)由小球豎直方向所受的合力充當(dāng)向心力.

2.繩模型和桿模型在最低點(diǎn)的受力特點(diǎn)是一致的，在最高點(diǎn)桿模型可以提供豎直向上的支持力，而繩模型不能.

例：長度為0.5m的輕桿OA繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，A端連著一個(gè)質(zhì)量m=2kg的小球.求在下述的兩種情況下，通過最高點(diǎn)時(shí)小球?qū)U的作用力的大小和方向.(g取10m/s2)

(1)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為2.0r/s;

(2)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為0.5r/s.

【審題指導(dǎo)】

(1)球在最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)小球的彈力有支撐力和拉力兩種可能.

(2)要求出球在最高點(diǎn)時(shí)，桿恰好無彈力的轉(zhuǎn)速，再進(jìn)行列式分析.

【答案】

(1)小球?qū)U的拉力為138N，方向豎直向上.

(2)小球?qū)U的壓力為10N，方向豎直向下.

六、離心運(yùn)動(dòng)

【問題導(dǎo)思】

1.離心現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么?

2.物體什么時(shí)候才做離心運(yùn)動(dòng)?

3.離心運(yùn)動(dòng)與近心運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別?

1.離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)

離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn).做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于慣性，總是有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒有飛出去，是因?yàn)槭艿较蛐牧Φ淖饔?從某種意義上說，向心力的作用是不斷地把物體從圓周運(yùn)動(dòng)的切向方向拉回到圓周上來.

2.離心運(yùn)動(dòng)的條件

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足夠大的向心力.

3.離心運(yùn)動(dòng)、近心運(yùn)動(dòng)的判斷

如圖所示，物體做圓周運(yùn)動(dòng)是離心運(yùn)動(dòng)還是近心運(yùn)動(dòng)，由實(shí)際提供的向心力Fn與所需向心力

的大小關(guān)系決定

由以上關(guān)系進(jìn)一步分析可知：原來做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，若速率不變，所受向心力減少或向心力不變，速率變大，物體將做離心運(yùn)動(dòng);若速度大小不變，所受向心力增大或向心力不變，速率減小，物體將做近心運(yùn)動(dòng).

誤區(qū)警示

1.物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)并不存在“離心力”，“離心力”的說法是因?yàn)橛械耐瑢W(xué)把慣性當(dāng)成了力

2.離心運(yùn)動(dòng)并不是沿半徑方向向外遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng).

例：如圖所示，高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R=250m，汽車輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25.若路面是水平的，問汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不發(fā)生側(cè)向滑動(dòng)(離心現(xiàn)象)所許可的最大速率vm為多大?當(dāng)超過v時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?(g取10m/s2)

【審題指導(dǎo)】

(1)明確向心力的來源.

(2)理解離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因.

【答案】90km/h汽車做離心運(yùn)動(dòng)或出現(xiàn)翻車

七、航天器中的完全失重現(xiàn)象

例：如圖所示，宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法正確的是()

A.宇航員仍受重力的作用

B.宇航員受力平衡

C.宇航員所受重力等于所需的向心力

D.宇航員不受重力的作用

【答案】AC

1.航天器中物體的向心力

向心力由物體的重力G和航天器的支持力FN提供，即

2.當(dāng)航天器的速度

，此時(shí)航天器機(jī)器內(nèi)部物體均處于完全失重狀態(tài)

3任何關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)又不受阻力的飛行器中，都是一個(gè)完全失重的環(huán)境.

規(guī)律總結(jié)：物體處于完全失重狀態(tài)的特征

1.物體都具有向下的加速度，加速度大小為g.

2.物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦ο?，物體間不再相互擠壓.

3.物體仍受重力作用，并不是重力消失了.

4.物體的速度不斷變化，物體具有加速度，處于非平衡狀態(tài).

高中物理必修二《圓周運(yùn)動(dòng)》教案

高中物理必修二《圓周運(yùn)動(dòng)》教案

學(xué)情分析

本節(jié)內(nèi)容為高中物理必修二第五單元第五節(jié)。

教材首先列舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，以及科學(xué)研究所涉及的范圍，大到星體的運(yùn)動(dòng)，小到電子的繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，接著通過比較自行車大小齒輪以及后輪的運(yùn)動(dòng)快慢引入線速度、角速度的概念、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，最后推導(dǎo)出線速度、角速度、間的關(guān)系.

通過對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述，為后期的物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：

1、認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的概念及特征

2、理解線速度、角速度的概念，理解線速度的瞬時(shí)性與平均性、角速度與轉(zhuǎn)速的聯(lián)系與區(qū)別，并會(huì)用公式進(jìn)行計(jì)算。

3、理解線速度與角速度的關(guān)系

過程與方法：

1、運(yùn)用極限法理解線速度的瞬時(shí)性

2、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)線速度與角速度的單位。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：

1、通過極限法與數(shù)學(xué)知識(shí)來解決生活中的物理難題，由此激發(fā)對(duì)于物理的探究思想。

2、體會(huì)應(yīng)用知識(shí)解決問題的樂趣，通過觀察分析及探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。

教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：線速度與角速度的概念及引入過程，掌握關(guān)系。

重點(diǎn)：理解兩種速度的物理意義。

教學(xué)工具

多媒體板書

教學(xué)方法

教師啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生歸納總結(jié)

教學(xué)過程

教學(xué)過程

新課引入

教師行動(dòng)語言

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動(dòng)，這節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)一種新的運(yùn)動(dòng)方式----圓周運(yùn)動(dòng)。

對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)，列舉圓周運(yùn)動(dòng)的生活實(shí)例。

學(xué)生行動(dòng)語言

學(xué)生紛紛舉例，選舉代表發(fā)言

意義

關(guān)于對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)的頭腦風(fēng)暴，引入課堂講解內(nèi)容，引發(fā)興趣。

新課講解

1、教師提問：有同學(xué)說過山車，它不是圓周運(yùn)動(dòng)？對(duì)于不同見解讓同學(xué)思考原因。

2、引出圓周運(yùn)動(dòng)的定義。

3、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于自行車的運(yùn)動(dòng)提出問題。

（對(duì)于學(xué)生的觀點(diǎn)，自然的過渡到線速度上來，對(duì)于學(xué)生問題中的錯(cuò)誤不急于下定論，為學(xué)生拓展思考空間。）

線速度:直線運(yùn)動(dòng)用速度是如何定義的，對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)線速度是怎么定義的？

【投影儀】1線速度的物理意義

2線速度的定義及定義式

3線速度的瞬時(shí)性

4線速度的大小及方向

師生共同歸納：

1、描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。

2、質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長Δl和所用時(shí)間Δt的比值叫做線速度。（比值定義法）

3、大小.單位是m/s方向是沿切線方向。

4、由極限性趨近于零，定義式中的速度就是中學(xué)學(xué)的瞬時(shí)速度。

角速度：對(duì)于除了線速度是否還有其他的方法來決定圓周運(yùn)動(dòng)的大??？

【投影儀】1、角速度的物理意義

2、角速度的定義及定義式

3、角速度的單位

4、轉(zhuǎn)速的基本認(rèn)識(shí)

師生共同歸納：

1、質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過圓心角的快慢。

2、質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，鏈接質(zhì)點(diǎn)與圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時(shí)間就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。

3、定義式

4、圓心角θ的大小可以用弧長和半徑的比值來描述，這個(gè)比值是沒有單位的，為了描述問題的方便，我們“給”這個(gè)比值一個(gè)單位，這就是弧度?；《炔皇峭ǔＲ饬x上的單位，計(jì)算時(shí)，不能將弧度帶道算式中。

國際單位制中，角速度的單位是弧度每秒（rad／s）因?yàn)榻撬俣仁菢?biāo)量，沒有方向。

5、生活中常用轉(zhuǎn)速描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢。轉(zhuǎn)速之指物體單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。用符號(hào)n表示。單位為轉(zhuǎn)每秒或轉(zhuǎn)每分。

線速度與角速度的關(guān)系：

對(duì)于兩種都能描述的速度，二者有什么聯(lián)系引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材推導(dǎo)線速度與角速度的關(guān)系式。

1、學(xué)生一：它的軌跡不是圓的。

學(xué)生二：軌跡是圓弧。

2、思考并討論大小齒輪與后輪的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及各點(diǎn)的快慢。聽取學(xué)生觀點(diǎn)。

學(xué)生對(duì)于線速度的相關(guān)問題閱讀課本內(nèi)容，及投影儀給的提綱。自己歸納知識(shí)點(diǎn)，交流并查漏補(bǔ)缺。

學(xué)生就問題對(duì)課本內(nèi)容進(jìn)行閱讀，歸納總結(jié)，交流查漏補(bǔ)缺。

筆記本上推導(dǎo)關(guān)系式。

由實(shí)例引導(dǎo)圓周運(yùn)動(dòng)的定義，感觸更深。

促進(jìn)學(xué)生歸納思考的能力。

通過推導(dǎo)，加深對(duì)知識(shí)的理解與鞏固。掌握知識(shí)間的聯(lián)系。

課堂內(nèi)容總結(jié)點(diǎn)評(píng)

請(qǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容，請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)板書基本知識(shí)點(diǎn)。其他同學(xué)筆記本總結(jié)，最后由同學(xué)評(píng)價(jià)補(bǔ)充上臺(tái)同學(xué)的總結(jié)。

認(rèn)真總結(jié)，比較黑板上的與自己的總結(jié)，看誰更好。

培養(yǎng)學(xué)生概況總結(jié)能力。

課堂習(xí)題的講述

培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力

高中物理《圓周運(yùn)動(dòng)》教案分析

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會(huì)提前做好準(zhǔn)備，作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?；钴S，有效的提高課堂的教學(xué)效率。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《高中物理《圓周運(yùn)動(dòng)》教案分析》，供您參考，希望能夠幫助到大家。

高中物理《圓周運(yùn)動(dòng)》教案分析

一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容選自人教版物理必修2第五章第4節(jié)。本節(jié)主要介紹了圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度的概念及兩者的關(guān)系;學(xué)生前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)，拋體運(yùn)動(dòng)以及平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做了很好的鋪墊;而本節(jié)課作為對(duì)特殊曲線運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，也為以后繼續(xù)學(xué)習(xí)向心力、向心加速度和生活中的圓周運(yùn)動(dòng)物理打下很好的基礎(chǔ)，在教材中有著承上啟下的作用;因此，學(xué)好本節(jié)課具有重要的意義。本節(jié)課是從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圍繞著如何描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢展開，通過探究理清各個(gè)物理量的相互關(guān)系，并使學(xué)生能在具體的問題中加以應(yīng)用。
(過渡句)知道了教材特點(diǎn)，我們?cè)賮砹私庖幌聦W(xué)生特點(diǎn)。也就是我說課的第二部分：學(xué)情分析。
二、學(xué)情分析
學(xué)生雖然已經(jīng)具備了較為完備的直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)和曲線運(yùn)動(dòng)的初步知識(shí)，并學(xué)會(huì)了用比值定義法描述勻速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，盡管如此，但由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特殊性和復(fù)雜性以及學(xué)生認(rèn)知水平的差異，本節(jié)課的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來講仍然是一個(gè)不小的臺(tái)階。
(過渡句)基于以上的教材特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)，我制定了如下的教學(xué)目標(biāo)，力圖把傳授知識(shí)、滲透學(xué)習(xí)方法以及培養(yǎng)興趣和能力有機(jī)的融合在一起，達(dá)到最好的教學(xué)效果。
三、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
知道描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的兩個(gè)物理量——線速度、角速度，會(huì)推導(dǎo)二者之間的關(guān)系。
【過程與方法】
通過對(duì)傳動(dòng)模型的應(yīng)用，對(duì)線速度、角速度之間的關(guān)系有更加深入的了解，提高分析能力和抽象思維能力。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
在思考中體會(huì)物理學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系，提高分析歸納能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
(過渡句)基于這樣的教學(xué)目標(biāo)，要上好一堂課，還要明確分析教學(xué)的重難點(diǎn)。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
線速度、角速度的概念。
【難點(diǎn)】
1.二者關(guān)系的推導(dǎo)過程;
2.對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解。
(過渡句)說完了教學(xué)重難點(diǎn)，下面我將著重談?wù)劚咎谜n的教學(xué)過程。
五、教學(xué)過程
首先是導(dǎo)入環(huán)節(jié)：
在這個(gè)環(huán)節(jié)中，我將展示生活中的一些運(yùn)動(dòng)，如摩天輪、脫水桶等，引導(dǎo)學(xué)生找相似點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)軌跡是一些圓，從而引出，這種軌跡為圓周的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)——引出課題。
接下來，我會(huì)順勢(shì)讓學(xué)生再例舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，然后提出問題，直線運(yùn)動(dòng)我們用單位時(shí)間內(nèi)的位移來描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢，那么對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)又如何描述它們的運(yùn)動(dòng)快慢呢?
【意圖：這個(gè)問題我采用類比的方式去提問，一方面讓學(xué)生回顧前面學(xué)過的直線運(yùn)動(dòng)，另一方面讓學(xué)生帶著問題去思考二者的不同，有效的啟發(fā)了學(xué)生的思維，很順利的過渡到了接下來要講的線速度和角速度?！?br> 學(xué)習(xí)線速度的概念時(shí)，我會(huì)用flash配合實(shí)物電風(fēng)扇的頁片，讓學(xué)生觀察當(dāng)用手緩慢撥動(dòng)頁片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，頁片上分別標(biāo)記的紅、藍(lán)兩種與圓心距離不等的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，哪個(gè)快那個(gè)慢。學(xué)生可以討論發(fā)現(xiàn)相同的時(shí)間里，通過的弧長長的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快。于是我們就可以用二者的比值來表示線速度的大小，而且我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)間t足夠小的時(shí)候，所對(duì)于的弧長也非常短，接近于圓弧上的一個(gè)點(diǎn)，因此線速度是瞬時(shí)速度，它的方向也就是在圓周各點(diǎn)的切線方向。另外還需讓學(xué)生討論交流“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中“勻速”的含義?！疽鈭D：這是本堂課的一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生很容于將這里的勻速理解為速度不變。所以在這里我會(huì)再次強(qiáng)調(diào)速度的矢量性，它既有大小也有方向，這里的“勻速”其實(shí)是指“勻速率”，線速度大小不變，但是線速度的方向在時(shí)刻改變。】
接下來在學(xué)習(xí)角速度的概念時(shí)，應(yīng)向?qū)W生說明這個(gè)概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和描述運(yùn)動(dòng)的需要而引入的，即物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，每通過一段弧長都與轉(zhuǎn)過一定的圓心角相對(duì)應(yīng)，因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢也可以用轉(zhuǎn)過的圓心角與時(shí)間比值來描述，由此引入角速度的概念。但是在講述角速度的概念時(shí)，不需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性。因?yàn)檫@個(gè)會(huì)在大學(xué)學(xué)習(xí)剛體力學(xué)的時(shí)候才學(xué)，需要用右手螺旋定則確定。
明確了兩個(gè)概念之后，本堂課的一大重點(diǎn)就解決了，而依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程和實(shí)際操作中暴露出的問題，如何去推導(dǎo)線速度、角速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系又是本堂課的又一難點(diǎn)。在這里我將帶領(lǐng)學(xué)生去回顧數(shù)學(xué)中的表達(dá)式，然后讓學(xué)生自己動(dòng)手推導(dǎo)。
接下來在鞏固提升環(huán)節(jié)，我將讓學(xué)生觀察自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖中的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)，分析A、B、C三個(gè)點(diǎn)線速度、角速度的關(guān)系?！疽鈭D：這是高中階段比較典型額皮帶傳動(dòng)問題，關(guān)鍵是要讓學(xué)生明確兩種情況下v和ω的關(guān)系：同軸、共線，在此基礎(chǔ)上可以再提升難度：當(dāng)三個(gè)輪子一起轉(zhuǎn)的時(shí)候，又如何比較快慢，這樣問題的設(shè)置層層深入，有梯度性，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律】
最后是小結(jié)作業(yè)環(huán)節(jié)，我將提出如下問題：除了線速度、角速度，還有一些可以用來描述快慢的物理量，如周期T、頻率f，他們之間的關(guān)系又如何?可以讓學(xué)生自己嘗試推導(dǎo)這些物理量之間的關(guān)系。

人教版高中物理必修二《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

人教版高中物理必修二《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

教材分析：

《圓周運(yùn)動(dòng)》是人教版必修二第五章第五個(gè)課題。在此之前呢，學(xué)生們已經(jīng)學(xué)過曲線運(yùn)動(dòng)，拋體運(yùn)動(dòng)以及平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，這位過度到本課題的學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。眾所周知圓周運(yùn)動(dòng)是高中課本里面學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)里面的基本運(yùn)動(dòng)之一，因此本課題的理論，知識(shí)是學(xué)好以后知識(shí)的基礎(chǔ)，它在教材中有著承上啟下的作用。

設(shè)計(jì)思路：

課題引入—問題引領(lǐng)—知識(shí)總結(jié)—知識(shí)運(yùn)用—方法總結(jié)—鞏固訓(xùn)練—知識(shí)回扣

教學(xué)目標(biāo)

1.認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，掌握描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量.

2.體會(huì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)——線速度不斷變化的變速運(yùn)動(dòng)，角速度不變.

3.掌握線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，會(huì)用相關(guān)公式求解分析實(shí)際問題.

重點(diǎn)難點(diǎn)

線速度、角速度、周期公式以及它們之間的關(guān)系.

易錯(cuò)問題

1.對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中“勻速”的理解

2.v、ω、r之間關(guān)系的應(yīng)用.

導(dǎo)入新課

前面兩節(jié)課我們學(xué)習(xí)了一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng)—平拋，今天我們來學(xué)習(xí)另一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng)——圓周運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)行新課

一、圓周運(yùn)動(dòng)

首先請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本16頁，回答下列問題：

1.這些實(shí)例的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么，做何種運(yùn)動(dòng)？如果讓你給圓周運(yùn)動(dòng)下一個(gè)定義，應(yīng)該怎么描述？你還能舉出日常生活中的一些實(shí)例么？

2.在以上的例子中，你能說出哪些物體（點(diǎn)）運(yùn)動(dòng)得快，哪些物體（點(diǎn)）運(yùn)動(dòng)得慢？（對(duì)于自行車上各點(diǎn)的快慢，學(xué)生意見不同，不要立即否定或肯定，先引導(dǎo)學(xué)生去想如何比較？-引出線速度）

二、線速度

讓學(xué)生閱讀課本16頁—17頁，回答下列問題：

1.類比直線運(yùn)動(dòng)，你有什么方法可以比較做圓周運(yùn)動(dòng)物體的快慢？

2.如何求出t時(shí)刻線速度的瞬時(shí)值？矢量？標(biāo)量？方向？單位？

3.何為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它有何特點(diǎn)？

（回扣上面自行車比較快慢的問題，指出這里的結(jié)論）

演練：1、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法，正確的是()

A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)

B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率不變

C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)在任何相等時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)的位移都相同

D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)通過的路程都相等

變式題1、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法，正確的是()

A、是線速度不變的運(yùn)動(dòng)

B、相等的時(shí)間里通過的弧長相等

C、相等的時(shí)間里發(fā)生的位移相同

D、是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng)

（通過觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過程中，它走過的弧長與對(duì)應(yīng)的圓心角成正比。故質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢還可以用圓心角來表示—引出角速度）

三、角速度

閱讀課本17頁—18頁，回答下列問題：

1.如何計(jì)算角速度？矢量？標(biāo)量？

2.除了以上的物理量外，還可用哪些物理量來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢？他們?nèi)绾味x？

演練：2、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是（）

A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)

B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)

C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度不變

D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不變

變式題2、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，10S內(nèi)沿半徑是20M的圓周運(yùn)動(dòng)100M，試求物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)：（1）線速度的大??；（2）角速度的大小;（3）周期的大小。

既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，那么他們之間有什么樣的關(guān)系呢？

四、線速度和角速度之間的關(guān)系

演練3、甲、乙兩個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它們的角速度之比為3∶1，線速度之比為2∶3，那么下列說法正確的是（）

A.它們的半徑之比為2∶9

B.它們的半徑之比為1∶2

C.它們的周期之比為2∶3

D.它們的周期之比為1∶3

變式題3、如圖6-5-3所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓環(huán)上有A、B兩點(diǎn)，過A、B的半徑與豎直軸的夾角分別為30°，60°則A、B兩點(diǎn)的線速度之比為。

演練4、如圖5-23所示，為一皮帶傳送裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)中，皮帶不打滑，則（）

A.ａ點(diǎn)與ｂ點(diǎn)的線速度大小相等

B.ａ點(diǎn)與ｂ點(diǎn)的角速度大小相等

C.ａ點(diǎn)與ｃ點(diǎn)的線速度大小相等

D.ｃ點(diǎn)與ｄ點(diǎn)的角速度大小相等

變式題4如圖5-24所示傳動(dòng)裝置中，已知大輪A的半徑是小輪B半徑的2倍，A、B分別在邊緣接觸，形成摩擦傳動(dòng)，接觸點(diǎn)無打滑現(xiàn)象，B為主動(dòng)輪，B轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)邊緣的速度為v,角速度為ω，求：

（1）兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比。

（2）A輪邊緣上點(diǎn)的線速度的大小。

（3）A輪的角速度。

（運(yùn)用以上的兩個(gè)練習(xí)題，總結(jié)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與皮帶傳送裝置的特點(diǎn)）

【課堂訓(xùn)練】

1.對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體來說，不變的物理量是（）

A.周期B.頻率

C.角速度D.線速度

2.下列說法中正確的是()

A．曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。B．變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)。

C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是速度不變的運(yùn)動(dòng)。D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。

3.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)半徑增大為原來的2倍，則（）

A．如果角速度不變，線速度變?yōu)樵瓉淼?倍

B．如果線速度不變，角速度變?yōu)樵瓉淼?倍

C．如果角速度不變，運(yùn)動(dòng)周期變?yōu)樵瓉淼?倍

D．如果線速度不變，運(yùn)動(dòng)周期變?yōu)樵瓉淼?倍

4.假設(shè)“神舟”五號(hào)實(shí)施變軌后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，共運(yùn)行了周，起始時(shí)刻為，結(jié)束時(shí)刻為，運(yùn)行速度為，半徑為r，則計(jì)算其運(yùn)行周期可用（）

A.B.C.D.

4.關(guān)于角速度和線速度,下列說法正確的是（）

A.半徑一定,角速度與線速度成反比

B.半徑一定,角速度與線速度成正比

C.線速度一定,角速度與半徑成正比

D.角速度一定,線速度與半徑成反比

5.關(guān)于地球上的物體，由于地球的自轉(zhuǎn)，則對(duì)于物體的角速度、線速度的大小，以下說法中正確的是（）

A.在赤道上的物體線速度最大B.在兩極上的物體線速度最大

C.赤道上物體的角速度最大D.北京和南京的角速度大小相等

6.兩個(gè)小球固定在一根長為L的桿的兩端，繞桿上的O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，當(dāng)小球1的速度為v1時(shí)，小球2的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸O到小球2的距離是（）

A.Lv1/(v1+v2)B.Lv2/(v1+v2)

C.L（v1+v2）/v1D.L（v1+v2）/v2

7.一個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法正確的是()

A.只要圓半徑不變，它一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B.只要半徑轉(zhuǎn)過的角度與時(shí)間成正比，它一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C.只要速度方向隨時(shí)間均勻變化，它一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

D.只要周期和轉(zhuǎn)速隨時(shí)間不斷均勻變化，它一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

8.對(duì)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()

A.其轉(zhuǎn)速與角速度成正比，其周期與角速度成反比

B.運(yùn)動(dòng)的快慢可用線速度描述，也可用角速度來描述

C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槠滠壽E是曲線

D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度方向時(shí)刻都在改變，角速度的方向也時(shí)刻都在改變

【課堂小結(jié)】

1、什么叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)？

2、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有哪幾個(gè)？分別說明它們的含義及求解公式，他們間的聯(lián)系。