高中圓周運(yùn)動(dòng)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-05-07高一物理下冊(cè)《圓周運(yùn)動(dòng)》教案設(shè)計(jì)。
高一物理下冊(cè)《圓周運(yùn)動(dòng)》教案設(shè)計(jì)
課題
圓周運(yùn)動(dòng)
課時(shí)
1課時(shí)
教材分析
1.教材明確引入了平均和瞬時(shí)線速度和角速度的概念,線速度與角速度的關(guān)系也不和以往那樣僅限于勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2.“轉(zhuǎn)速”也是歸類于研究一般的圓周運(yùn)動(dòng)的概念,只有“周期”這一概念才在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中提出的,比較嚴(yán)謹(jǐn),規(guī)范。
3.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),原教材是先學(xué)習(xí)向心力,再學(xué)習(xí)向心加速度;新教材是先學(xué)習(xí)向心加速度,再學(xué)習(xí)向心力。更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
4.《圓周運(yùn)動(dòng)》是這一章教學(xué)的重點(diǎn),也是學(xué)習(xí)《向心力向心加速度》這一知識(shí)的前提,在這一節(jié)中,更能突出速度的矢量性。
5.教材通過實(shí)例,先介紹了什么是圓周運(yùn)動(dòng),教材首先明確要研究圓周運(yùn)動(dòng)中的最簡單的情況,勻速圓周運(yùn)動(dòng),接著從描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的角度引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念,這是本節(jié)的重點(diǎn)。
6.角速度的概念學(xué)生初次接觸,應(yīng)使學(xué)生有確切理解。公式中的φ就應(yīng)當(dāng)用弧度做單位來表示,這一點(diǎn)要提示學(xué)生注意,這對(duì)得出公式是十分重要的。
7.教材介紹了轉(zhuǎn)速的概念,應(yīng)該要求學(xué)生能獨(dú)立地由轉(zhuǎn)速(單位符號(hào)r/min)得到周期(單位符號(hào)為s)或角速度(單位符號(hào)為rad/s)。
8.應(yīng)該讓學(xué)生真正理解,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度雖然大小不變,但方向時(shí)刻在變化,因此,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
9.這一節(jié)概念較多,要通過實(shí)驗(yàn)和列舉實(shí)例(包括播放有關(guān)視頻),引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生思考、討論、認(rèn)識(shí)現(xiàn)象,建立概念。
學(xué)情分析
圓周運(yùn)動(dòng)是學(xué)生在充分掌握了曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律后,接觸到的一個(gè)較為復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),本節(jié)內(nèi)容作為該部分的起始章節(jié),主要向?qū)W生介紹圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本概念,為后繼的學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)的一種特殊情況,生活中隨處可見,在學(xué)習(xí)過程中,只要注意觀察和實(shí)驗(yàn),并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),很好的理解和掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念,重點(diǎn)理解和掌握線速度v、角速度ω、同期T和轉(zhuǎn)速n的意義及相互關(guān)系。明確線速度和角速度是從不同的角度來描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,線速度描述質(zhì)點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)的快慢,角速度描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。
教
學(xué)
方
法
分
析
及
建
議
1.在教學(xué)中,首先應(yīng)該讓學(xué)生了解做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的共性和個(gè)性。展示一些物體的圓周運(yùn)動(dòng)情景,例如,唱片上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、電風(fēng)扇葉片上某點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)、豎直面內(nèi)小球的圓周運(yùn)動(dòng)等等,要求學(xué)生觀察物體運(yùn)動(dòng)的軌跡形狀以及物體運(yùn)動(dòng)的快慢是否變化。
2.通過生活實(shí)例(齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或皮帶傳動(dòng)裝置)或多媒體資料,讓學(xué)生切實(shí)感受到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有運(yùn)動(dòng)快慢與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及周期之別,有必要引入相關(guān)的物理量加以描述。
3.學(xué)習(xí)線速度的概念,可以根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念(結(jié)合課件)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)弧長與時(shí)間的值保持不變的特點(diǎn),進(jìn)而引出線速度的大小與方向。應(yīng)向?qū)W生指出線速度就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
4.學(xué)習(xí)角速度和周期的概念時(shí),應(yīng)向?qū)W生說明這兩個(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,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t比值來描述,由此引入角速度的概念。又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性的特點(diǎn),物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢還可以用轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間的長短來描述,為此引入了周期的概念。講述角速度的概念時(shí),不要求向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性。在講述概念的同時(shí),要讓學(xué)生體會(huì)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運(yùn)動(dòng)。
5.在課堂中采用實(shí)驗(yàn)演示、多媒體、電腦動(dòng)畫模擬輔助手段,幫助學(xué)生建立形象直觀的認(rèn)識(shí),降低難度。結(jié)合課件引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到“線速度、角速度和周期間的關(guān)系”這幾個(gè)物理量在對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的描述上雖有所不同,但它們之間是有聯(lián)系的,并引導(dǎo)學(xué)生理解它們之間的關(guān)系。
新
課
標(biāo)
要
求
知
識(shí)
與
技
能
1.理解線速度的概念,知道它就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度、理解角速度和周期的概念,會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算。
2.理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系:v=rω=2πr/T
3.理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
過
程
與
方
法
1.聯(lián)系學(xué)生日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,找出共同特征。
2.通過課堂演示實(shí)驗(yàn)的觀察,引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法,進(jìn)而引出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量:線速度大小《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì),角速度大小《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì),周期T、轉(zhuǎn)速n等。
3.運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)角速度的單位
4.探究線速度與周期之間的關(guān)系《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì),結(jié)合《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì),導(dǎo)出《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)。
5.運(yùn)用極限法理解線速度的瞬時(shí)性。
情
感
態(tài)
度
與
價(jià)
值
觀
1.經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)、及探究等學(xué)習(xí)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
2.通過極限思想和數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用,體會(huì)學(xué)科知識(shí)間的聯(lián)系,建立普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。
3.通過親身感悟,使學(xué)生獲得對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量(線速度、角速度、周期等)以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識(shí)。
4.體會(huì)應(yīng)用知識(shí)的樂趣。
本
節(jié)
要
點(diǎn)
1.什么是圓周運(yùn)動(dòng)?
2.什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)?
3.怎樣描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢?
4.V、T、ω之間的關(guān)系?
教學(xué)
重難
點(diǎn)分
析
重點(diǎn)
線速度、角速度的概念以及它們之間的聯(lián)系線速度、角速度、周期概念的理解,及其相互關(guān)系的理解和應(yīng)用,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
難點(diǎn)
理解線速度、角速度的物理意義和勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)的理解。
突破
重難
點(diǎn)的
方法
本節(jié)學(xué)習(xí)的一些物理量較抽象,教學(xué)中應(yīng)聯(lián)系各種日常生活中常見的現(xiàn)象,想辦法多做演示實(shí)驗(yàn)以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,把抽象的物理量具體形象化,便于學(xué)生接受。多用一些學(xué)生熟悉的、感興趣的例子說明一些較難說清的問題,如用鐘表指針針尖的運(yùn)動(dòng)快慢來說明為什么周期越大運(yùn)動(dòng)就越慢;風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),同一葉片上各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),在相同的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過和角度相同而經(jīng)過的弧長不同,這時(shí)僅用線速度并不能反映它們運(yùn)動(dòng)的快慢,從而有必要引入另一個(gè)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量──角速度。
教學(xué)流程設(shè)計(jì)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
引
入
新
課
1.上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,請(qǐng)同學(xué)們回憶后回答下列問題。
(展示問題):什么叫拋體運(yùn)動(dòng)?
什么叫做平拋運(yùn)動(dòng)?
平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律是什么?
2.這節(jié)課開始我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)一類常見的曲線運(yùn)動(dòng)—圓周運(yùn)動(dòng),就是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周,這樣的運(yùn)動(dòng)是很常見的,同學(xué)們能舉幾個(gè)例子嗎?
1.回憶舊知識(shí),認(rèn)真思考,并回答:以一定的初速度被拋出,在只受重力的情況下做曲線運(yùn)動(dòng)叫拋體運(yùn)動(dòng);初速度方向?yàn)樗椒较虻膾侒w運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng);平拋運(yùn)動(dòng)水平和豎直兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)分別是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:x=v0t,y=gt2/2。
圓周運(yùn)動(dòng)
1.引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。電扇、風(fēng)車等轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),上面各個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是圓……大到宇宙天體如月球繞地球的運(yùn)動(dòng),小到微觀世界電子繞原子核的運(yùn)動(dòng),都可看做圓周運(yùn)動(dòng),它是一種常見的運(yùn)動(dòng)形式。今天我們就來學(xué)習(xí)這一方面的內(nèi)容。
2.出示一個(gè)大鐘讓學(xué)生仔細(xì)觀察分針、時(shí)針,分針、時(shí)針上的點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),再播放視頻讓學(xué)生感知衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng),而且它們?cè)谙嗟鹊臅r(shí)間里通過相等的弧長。
3.引導(dǎo)學(xué)生得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間里通過的圓弧長度相同棗這種運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
4.進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生概括出質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征。
1.認(rèn)真聽老師講解,對(duì)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容充滿信心,分小組討論與交流后,紛紛舉例。
2.選出代表發(fā)言:轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),時(shí)鐘的分針和時(shí)針上的點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的車輪上的點(diǎn),地球和各個(gè)行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)等等。
3.仔細(xì)觀察鐘和觀看視頻資料,學(xué)生感知衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng),而且它們?cè)谙嗟鹊臅r(shí)間里通過相等的弧長。
進(jìn)行新課
線速度
1.待學(xué)生舉例后,提出問題:這些作圓周運(yùn)動(dòng)的物體,哪些運(yùn)動(dòng)得更快?我們應(yīng)該如何比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢呢?
2.引導(dǎo)學(xué)生討論教材“思考與討論”中的問題,選出代表發(fā)表見解。
3.聽取學(xué)生的發(fā)言,針對(duì)學(xué)生的不同意見,引導(dǎo)學(xué)生過渡到對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量──線速度的學(xué)習(xí)上來。
4.我們?cè)?jīng)用速度這個(gè)概念來描述物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的快慢,那么我們能否繼續(xù)用這個(gè)概念來描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢呢?如果能,該怎樣定義呢?
5.給出閱讀提綱,學(xué)生先歸納。[投影]閱讀提綱:
線速度的物理意義
線速度的定義
線速度的定義式
線速度的瞬時(shí)性
線速度的方向
討論:勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎?勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“勻速”同“勻速直線運(yùn)動(dòng)”的“勻速”一樣嗎?
6.然后師生互動(dòng)加深學(xué)習(xí)。
1.思考并討論:自行車的大齒輪、小齒輪、后輪上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢。
2.在教師的啟發(fā)下分析:物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t增大幾倍,通過的弧長也增大幾倍,所以對(duì)于某一勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,s與t的比值越大,物體運(yùn)動(dòng)得越快。
3.結(jié)合閱讀提綱閱讀課本內(nèi)容,和同學(xué)討論交流。
4.嘗試自己歸納知識(shí)點(diǎn)。
師生互動(dòng)
投影知識(shí)點(diǎn)并點(diǎn)評(píng)、總結(jié)
1.線速度物理意義:描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
2.線速度定義: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.線速度大?。簐=《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)。單位:m/s(s是弧長,不是位移)
4.當(dāng)選取的時(shí)間Δt很小很小時(shí)(趨近零),弧長Δl就等于物體在t時(shí)刻的位移,定義式中的v,就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過的瞬時(shí)速度了。
5.線速度方向:線速度的方向在圓周各點(diǎn)的切線方向上。
6.“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中的“勻速”指的速度的大小不變,即速率不變;而“勻速直線運(yùn)動(dòng)”的“勻速”指的速度不變是大小方向都不變,二者并不相同。
結(jié)論:線速度是矢量,它既有大小,也有方向。
勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng),因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。
角速度
、
周期和轉(zhuǎn)速及單位
1.展示正在運(yùn)動(dòng)的鐘表:鐘表的分針與秒針的末端,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大致相同,而在相同的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的弧長不同,這時(shí)就可以用線速度比較它們的快慢。
2.演示轉(zhuǎn)動(dòng)的唱片,引導(dǎo)學(xué)生觀察:同一半徑上的兩個(gè)不同顏色的點(diǎn):唱片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),同一半徑上的兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)中,在相同的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同而經(jīng)過的弧長不同,這時(shí)用線速度能全面地反映它們運(yùn)動(dòng)的快慢嗎?
3.播放皮帶傳動(dòng)視頻或者演示皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生觀察:皮帶傳動(dòng)時(shí),大小兩輪子邊緣在相同的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的弧長相同,即線速度大小相同。但是與此同時(shí),兩輪轉(zhuǎn)過的角度并不相同,小輪顯然轉(zhuǎn)得快些。
4.引導(dǎo)學(xué)生思考:同一輪子半徑上不同的質(zhì)點(diǎn),在相同的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同,轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是相同的,但是經(jīng)過的弧長并不相同,離圓心越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)越快,線速度顯然大些。怎么解決這一問題呢?
5.給出閱讀提綱,讓學(xué)生先歸納,然后師生互動(dòng)加深學(xué)習(xí)。
閱讀提綱:角速度的物理意義
角速度的定義
角速度的大小
角速度主單位
6.討論:有人說,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度不變的運(yùn)動(dòng),也是角速度不變的運(yùn)動(dòng),這兩種說法正確嗎?為什么?
7.教材中還提到了描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的兩種方法,它們是什么?單位如何?(前面“觀察與思考”已提過,所以這部分可由學(xué)生自己說出并看書完成。)
1.自由發(fā)言,在教師的引導(dǎo)得出:引入另一個(gè)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量—角速度。
2.仔細(xì)觀察并思考問題,養(yǎng)成積極思考問題的習(xí)慣。
3.結(jié)合閱讀提綱認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容。
4.閱讀結(jié)束后,自己復(fù)述老師提出的思考題。
5.嘗試自己歸納知識(shí)點(diǎn)。
6.和同學(xué)交流討論,彌補(bǔ)自己的不足之出。
7.閱讀教材,完成掌握周期和轉(zhuǎn)速的概念。
周期的物理意義:描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。
周期的定義:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間,用符號(hào)T表示。
周期的單位:S
轉(zhuǎn)速物理意義:描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。
轉(zhuǎn)速定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù),用符號(hào)n表示。
轉(zhuǎn)速單位:r/s或r/min。
師生互動(dòng)
投影知識(shí)點(diǎn)并點(diǎn)評(píng)、總結(jié)
1.物理意義:描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過的圓心角的快慢。
2.定義:在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過Δθ的角度跟所用時(shí)間Δt的比值,就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。
3.定義式:ω=《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
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),不能將弧度帶到算式中。
5.國際單位制中,角速度的單位是弧度每秒(rad/s)
6.第一句話是錯(cuò)誤的,因?yàn)榫€速度是矢量,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng),后一句話是正確的,因?yàn)榻撬俣仁菢?biāo)量,沒有方向,因此角速度是不變的。
四者的關(guān)系
1.既然線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速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?
2.引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,推導(dǎo)出線速度和角速度的關(guān)系。
3.出示課本“討論與交流”,學(xué)生自己思考,然后教師組織交流總結(jié)。
4.一些學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)及時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行討論交流,以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的理解。
1.盡可能通過自己的努力思考得出四者的關(guān)系。
2.對(duì)于線速度、角速度、周期在描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)的不同之處要充分發(fā)表自己的觀點(diǎn)。
師生共同討論交流
得出線速度、角速度、周期及轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系:
1.線速度與周期關(guān)系:由《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)得《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在一個(gè)周期內(nèi)通過的弧長為《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)。)上式表明:只有當(dāng)半徑相同時(shí),周期小的線速度大,當(dāng)半徑不同時(shí),周期小的線速度不一定大,所以周期與線速度描述的快慢是不一樣的。
2.角速度與周期關(guān)系:由《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)得《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在一個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)。)
3.線速度與角速度關(guān)系:《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
當(dāng)v一定時(shí),《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)與r成反比
當(dāng)《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)一定時(shí)及v與r成正比
當(dāng)r一定時(shí),v與《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)成正比
4.考慮到轉(zhuǎn)速則有:《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
特別強(qiáng)調(diào):式中各物理量單位的統(tǒng)一。
教師啟發(fā)誘導(dǎo)分析學(xué)生自主完成
基礎(chǔ)訓(xùn)練
1.腦海里有一個(gè)鐘,請(qǐng)問:秒針的周期是多少?頻率是多少?角速度是多少?分針的周期是多少?頻率是多少?角速度是多少?時(shí)針的周期是多少?頻率是多少?角速度是多少?
2.電風(fēng)扇的半徑是60cm,電風(fēng)扇每分鐘轉(zhuǎn)240轉(zhuǎn),這電風(fēng)扇葉片端點(diǎn)每秒鐘走過的路程是多少?電風(fēng)扇扇葉中點(diǎn)每秒鐘走過的路程是多少?電風(fēng)扇葉片端點(diǎn)的速度大小是多少?
典型例題
例1.半徑10cm的砂輪,每0.2秒轉(zhuǎn)一周,砂輪旋轉(zhuǎn)的角速度多大?砂輪邊沿一點(diǎn)的速度大小為多少?
例2.如圖所示的傳動(dòng)裝置中,B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng),A、B兩輪用皮帶傳動(dòng),三輪半徑關(guān)系是rA=rC=2rB.若皮帶不打滑,求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比。
《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
例3.一把雨傘,圓形傘面的半徑為r,傘面邊緣距地面的高度為h,以角速度ω旋轉(zhuǎn)這把雨傘,問傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圓的半徑R多大?
總結(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
1.引導(dǎo)學(xué)生回憶。
2.對(duì)學(xué)生在本節(jié)課中的表現(xiàn)予以表揚(yáng)。
3.概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。
4.個(gè)別同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
1.回憶本節(jié)所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容,并總結(jié)本節(jié)知識(shí)。
2.老師的點(diǎn)評(píng)。
3.總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、對(duì)比黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
延伸閱讀
高一物理曲線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)教案45
第五章第一單元曲線運(yùn)動(dòng)第二單元圓周運(yùn)動(dòng)人教版
【同步教育信息】
一.本周教學(xué)內(nèi)容:
第五章第一單元曲線運(yùn)動(dòng)第二單元圓周運(yùn)動(dòng)
二.知識(shí)要點(diǎn):
(一)全章考點(diǎn)要求
說明:不要求會(huì)推導(dǎo)向心加速度的公式
(二)知識(shí)要點(diǎn)
1.運(yùn)動(dòng)的合成和分解
(1)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性:一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng),各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,互不影響。
(2)運(yùn)動(dòng)的合成:加速度、速度、位移都是矢量,遵守。
兩分運(yùn)動(dòng)在同一直線上時(shí),同向矢量大小,反向矢量大小。
兩分運(yùn)動(dòng)不在同一直線上時(shí),按照平行四邊形定則進(jìn)行合成,如圖1所示。
圖1
兩分運(yùn)動(dòng)垂直時(shí)或正交分解后的合成
a合=v合=s合=
(3)運(yùn)動(dòng)的分解:是運(yùn)動(dòng)合成的逆過程。
分解原則:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解或正交分解。
2.曲線運(yùn)動(dòng)
(1)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向,就是通過這一點(diǎn)的曲線的方向。因此,質(zhì)點(diǎn)在曲線運(yùn)動(dòng)中的速度方向時(shí)刻在,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是運(yùn)動(dòng)。但是,變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)。
(2)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件:從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度說,物體的加速度方向跟速度方向時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)力學(xué)的角度說,如果物體所受合外力的方向跟物體的速度方向
時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。
3.平拋運(yùn)動(dòng)
(1)定義:拋出的物體只在作用下的運(yùn)動(dòng)。
(2)性質(zhì):是加速度為重力加速度g的曲線運(yùn)動(dòng),軌跡是拋物線。
(3)處理方法:可分解為
水平方向的速度等于初速度的運(yùn)動(dòng)。vx=v0,x=v0t
豎直方向的運(yùn)動(dòng)。vy=gty=。
下落時(shí)間t=(只與下落高度y有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān))。
任何時(shí)刻的速度v及v與v0的夾角θ
v==arctan(gt/v0)
任何時(shí)刻的總位移:s==
4.圓周運(yùn)動(dòng)
描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
(1)線速度
物理意義:描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的。
方向:質(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓孤該點(diǎn)的方向,與過該點(diǎn)的半徑。
大?。簐=(s是t時(shí)間內(nèi)通過的弧長)。
(2)角速度
物理意義:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的。
大?。害兀?rad/s)是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。
(3)周期T,頻率f
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期(用T表示)。
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù),叫做頻率,也叫轉(zhuǎn)速(用f或n表示)。
(4)v、ω、T、f的關(guān)系::T=
注意:T、f、ω三個(gè)量中任一個(gè)確定,其余兩個(gè)也就確定了。
(5)向心加速度
物理意義,描述改變的快慢。
大?。?br>
方向:總是指向。所以不論a的大小是否變化,它都是個(gè)變化的量。
(6)向心力
作用效果:產(chǎn)生向心加速度,只改變線速度的,不改變線速度的,因此,向心力功。
大?。篎=ma=m=mω2r=
方向:總是沿半徑指向圓心,向心力是個(gè)變力。
勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(1)特點(diǎn):勻速圓周運(yùn)動(dòng)是不變的運(yùn)動(dòng)。因此它的角速度、周期和頻率都是。物體受的合外力全部提供向心力。
(2)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件:合外力大小,方向始終與速度方向。
(三)一般的圓周運(yùn)動(dòng)(非勻速圓周運(yùn)動(dòng))
速度的大小有變化,向心力和向心加速度的大小也隨著變化,公式v=ωr、a=,F(xiàn)=對(duì)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)仍然適用,只是利用公式求圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度的大小,必須用該點(diǎn)的瞬時(shí)速度值。
三.疑難解析:
1.勻變速曲線運(yùn)動(dòng)與非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別:
加速度a恒定的曲線運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng)。加速度a變化的曲線運(yùn)動(dòng)為非勻變速曲線運(yùn)動(dòng),如圓周運(yùn)動(dòng)。
2.對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成和分解的討論
(1)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡
兩直線運(yùn)動(dòng)合成,合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向關(guān)系決定。兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是勻速直線運(yùn)動(dòng);一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是勻變速運(yùn)動(dòng):二者共線時(shí)為勻變速直線運(yùn)動(dòng),二者不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍為勻變速運(yùn)動(dòng):當(dāng)合初速度與合加速度共線時(shí)為勻變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)合初速度與合加速度不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
(2)輪船渡河問題的分解
方法一:將輪船渡河的運(yùn)動(dòng)看作水流的運(yùn)動(dòng)(水沖船的運(yùn)動(dòng))和輪船相對(duì)水的運(yùn)動(dòng)(即設(shè)水不流動(dòng)時(shí)船的運(yùn)動(dòng))的合運(yùn)動(dòng)。
方法二:將船對(duì)水的速度沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解,如圖2所示,則(v1-v2cos)為輪船實(shí)際上沿水流方向的運(yùn)動(dòng)速度,為輪船垂直于河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度。
圖2
①要使船垂直橫渡,則應(yīng)使v1—v2cosθ=0,此時(shí)渡河位移最小,為d
②要使船渡河時(shí)間最短,則應(yīng)使v2sinθ最大,即當(dāng)θ=90時(shí),渡河時(shí)間最短,為t=d/v2。
(2)物體拉繩或繩拉物體運(yùn)動(dòng)的分解——按運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解。
例如,圖3中,人用繩通過定滑輪拉物體A,當(dāng)人以速度v0勻速前進(jìn)時(shí),求物體A的速度。
圖3
首先要分析物體A的運(yùn)動(dòng)與人拉繩的運(yùn)動(dòng)之間有什么樣的關(guān)系。物體A的運(yùn)動(dòng)(即繩的末端的運(yùn)動(dòng))可看作兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成:一是沿繩的方向被牽引,繩長縮短,繩長縮短的速度即等于v0;二是垂直于繩以定滑輪為圓心的擺動(dòng),它不改變繩長,只改變角度的值。這樣就可以將vA按圖示方向進(jìn)行分解,很容易求得物體A的速度vA=。當(dāng)物體A向左移動(dòng),將逐漸變大,vA逐漸變大;雖然人做勻速運(yùn)動(dòng),但物體A卻在做變速運(yùn)動(dòng)。
在進(jìn)行速度分解時(shí),要分清合速度與分速度。合速度就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度,是平行四邊形的對(duì)角線,雖然分速度的方向具有任意性,但只有按圖示分解時(shí),v1才等于,才能找出vA與v0的關(guān)系,因此,分速度方向的確定要視題目而具體分析。在上述問題中,若不對(duì)物體A的運(yùn)動(dòng)認(rèn)真分析,就很容易得出vA=v0cosθ的錯(cuò)誤結(jié)果。
3.平拋運(yùn)動(dòng)中,任意一段時(shí)間的速度變化量Δv=gt,方向恒為豎直向下,如圖4所示。同理,任意兩段相等時(shí)間的速度變化量都相等。
圖4
特別提示:
物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡情況無外乎以下三種情況:物體的加速度a與其速度v之間的夾角為銳角、直角或鈍角,如圖5所示。物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡總在a與v兩方向的夾角中,且和v的方向相切,向加速度一側(cè)彎曲。
圖5
4.在分析傳動(dòng)裝置的各物理量時(shí),要抓住不等量和相等量的關(guān)系。同軸的各點(diǎn)角速度ω相等,而線速度v=ωr與半徑r成正比,向心加速度a=與半徑成正比。在不考慮皮帶
打滑的情況下,傳動(dòng)皮帶與皮帶連接的兩輪邊緣的各點(diǎn)線速度大小相等,而角速度ω=與半徑r成反比,向心加速度a=與半徑成反比。
5.處理圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題時(shí),在明確研究對(duì)象以后,首先要注意兩個(gè)問題:
(1)確定研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)的軌道平面和圓心的位置,以便確定向心力的方向。例如。沿半球形碗的光滑內(nèi)表面,一小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖6所示。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在與小球同一水平面上的點(diǎn),不在球心O,也不在彈力FN所指的PO線上。
圖6
(2)向心力是根據(jù)力的效果命名的。在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),切不可在物體的相互作用力(重力、彈力、摩擦力等)以外再添加一個(gè)向心力。
6.圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題:
(1)如圖7和圖8所示,沒有物體支撐的小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)的情況:
圖7圖8
①臨界條件:繩子或軌道對(duì)小球沒有力的作用:mg=m,v臨界=;
②能過最高點(diǎn)的條件:v≥,當(dāng)v時(shí),繩對(duì)球產(chǎn)生拉力,軌道對(duì)球產(chǎn)生壓力;
③不能過最高點(diǎn)的條件:v(實(shí)際上球還沒到最高點(diǎn)時(shí)就脫離了軌道)。
(2)如圖9的球過最高點(diǎn)時(shí),輕質(zhì)桿對(duì)球產(chǎn)生的彈力情況:
圖9圖10
①當(dāng)v=0時(shí),F(xiàn)N=mg(FN為支持力);
②當(dāng)0v時(shí),F(xiàn)N隨v增大而減小,且mg>FN0,F(xiàn)N為支持力;
③當(dāng)v=時(shí),F(xiàn)N=0;
④當(dāng)v時(shí),F(xiàn)N為拉力,F(xiàn)N隨v的增大而增大。
若是圖10的小球在軌道的最高點(diǎn)時(shí),如果v≥,此時(shí)將脫離軌道做平拋運(yùn)動(dòng),因?yàn)檐壍缹?duì)小球不能產(chǎn)生拉力。
【典型例題】
[例1]在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖1所示。圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn),虛線是經(jīng)過P,Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域。不考慮其他原子核對(duì)α粒子的作用,則關(guān)于該原子核的位置,正確的是()
A.一定在①區(qū)域B.可能在②區(qū)域
C.可能在③區(qū)域D.一定在④區(qū)域
圖1
解析:粒子運(yùn)動(dòng)時(shí),受到原子核排斥力的作用,而做曲線運(yùn)動(dòng)。粒子的軌跡一定是在合外力方向和速度方向之間將各區(qū)域內(nèi)任何一點(diǎn)分別與P、Q兩點(diǎn)相連并延長(即α粒子受到原子核的力的方向),可發(fā)現(xiàn)在②③④區(qū)域的點(diǎn),其軌跡不在力方向和速度方向之間;在①區(qū)域的點(diǎn)的軌跡都在力方向和速度方向之間,因此A項(xiàng)正確。
說明:物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受合外力不為零,且運(yùn)動(dòng)方向不平行,合外力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè)。
[例2]一艘小船從河岸的A處出發(fā)渡河,小船保持與河岸垂直方向行駛,經(jīng)過10min到達(dá)正對(duì)岸下游120m的c處,如圖2所示。如果小船保持原來的速度逆水斜向上游與河岸成α角方向行駛,則經(jīng)過12.5min恰好到達(dá)正對(duì)岸的B處,求河的寬度。
圖2
解析:解決這類問題的關(guān)鍵是畫好速度合成的示意圖,畫圖時(shí)首先要明確哪是合運(yùn)動(dòng)哪是分運(yùn)動(dòng)。對(duì)本題來講,AC和AB是兩個(gè)不同運(yùn)動(dòng)過程中船相對(duì)于岸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向,那么AB和AC就是速度合成平行四邊形的對(duì)角線。一旦畫好平行四邊形。剩下的工作就是根據(jù)運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性以及三角形的邊角關(guān)系列方程求解了。
設(shè)河寬為d,河水流速為v水,船速為v船,船兩次(運(yùn)動(dòng)的速度合成如圖3和4所示。)
圖3圖4
第一次渡河與第二次渡河在垂直岸的方向上位移相等,則v船t1=v船vsinαt2①
第一次渡河沿水流方向上位移為BC,則
BC=v水t1②
由圖4-1—9可得船的合速度:v=v水tanα,所以河的寬度為d=vt2=v水tanαt2③
由①式得sinα=0.8,故tanα=
由②式得v水=12m/min
代入③式可得河寬d=12××12.5rn=200m
深化拓展:
(1)若渡河過程中水流的速度突然變大?是否影響渡河時(shí)間,是否影響到達(dá)對(duì)岸的地點(diǎn)?
(2)如果v船v水,小船還能不能到達(dá)對(duì)岸的B點(diǎn)?這時(shí)的最小位移該如何求?
[例3]一次用閃光照相方法研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),由于某種原因只拍到了部分方格背景及小球的3個(gè)瞬時(shí)位置A,B,C,如圖5所示若已知每格長度為5cm,求:
(1)小球的拋出時(shí)速度大??;
(2)小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度大小。(g取10m/s2)。
圖5
解析:
(1)由于做平拋運(yùn)動(dòng)的小球從A到B和從B到C的時(shí)間相同,設(shè)為T,由豎直分運(yùn)動(dòng)得。T=
小球的拋出速度大小為v0==。
(2)小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度大小為
vBY=3m/s.
深化拓展:
根據(jù)本例中的條件,如何確定物體拋出點(diǎn)位置?
說明:解決平拋運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵在于把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),要特別注意分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性以及合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性,解決平拋運(yùn)動(dòng)問題常常以豎直分運(yùn)動(dòng)為突破口。
[例4]如圖6所示,一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪。小輪與自行車車輪的邊緣接觸,當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。自行車車輪的半徑R1=35cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm大齒輪的半徑R3=10.0cm。求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比。(假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對(duì)滑動(dòng))
圖6
解析:大小齒輪間、摩擦小輪和車輪之間和皮帶傳動(dòng)原理相同,兩輪邊緣各點(diǎn)的線速度大小相等,由v=2πnr可知轉(zhuǎn)速n1和半徑r成反比,小齒輪和車輪間與輪軸的原理相同。兩輪上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)速相同。由這三次傳動(dòng)可以找出大齒轉(zhuǎn)和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比n1:n2=2:175。
說明:皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)裝置,兩輪邊緣各點(diǎn)的線速度大小相等,根據(jù)v=ωr、即可討論兩輪的角速度和邊緣的向心加速度的關(guān)系,在同一輪上,各點(diǎn)的角速度相同,根據(jù)v=ωr、即可討論輪上各點(diǎn)的線速度和向心加速度的關(guān)系。
[例5]在暗室內(nèi),一臺(tái)雙葉電扇(如圖7甲)繞軸沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為每秒50周,在閃光燈照耀下
(1)出現(xiàn)穩(wěn)定如圖7乙所示圖像則閃光燈的閃頻(每秒閃多少次)的最大值是Hz。
(2)若出現(xiàn)如圖7丙所示的圖像,即雙葉片緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)閃光燈閃頻的最大值略大于Hz。
圖7
解析:這是一個(gè)與視覺暫留有關(guān)的現(xiàn)象,涉及到勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)角度和時(shí)間以及周期、頻率等知識(shí)。
因視覺暫留,上次閃亮?xí)r葉片在人眼中的圖像正好與下次閃亮?xí)r的葉片圖像重合時(shí),看上去葉片不轉(zhuǎn)動(dòng),若下次閃亮?xí)r圖像比上次閃亮?xí)r還差一個(gè)小角度,便會(huì)出現(xiàn)葉片緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn),而葉片實(shí)際轉(zhuǎn)速卻是很高的。
(1)如果在閃光燈一次閃光到下一次閃光的時(shí)間間隔內(nèi),葉片正好轉(zhuǎn)過90,即或者+nπ(n=l,2,3,……),盡管風(fēng)扇以很高的速度旋轉(zhuǎn),但在閃光燈下正好看到乙圖所示圖像:4個(gè)葉片穩(wěn)定在空間。因葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2πf=2π×50=100π,故可得閃光的周期為
閃光的頻率f==
當(dāng)n=0時(shí),閃光頻率最大,可得在看到乙圖所示的圖像時(shí)最大閃光頻率為200Hz
(2)在兩次閃光的時(shí)間間隔內(nèi),葉片轉(zhuǎn)過的角度略小于π或nπ時(shí),即可看到雙葉片緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),由此得閃光的周期T=,閃光的頻率f=,所以閃光的最大頻率應(yīng)略大于100Hz。
說明:本題所述現(xiàn)象在日常生活中只要留心觀察是會(huì)看到的,由于涉及的動(dòng)態(tài)圖境比較復(fù)雜,初次接觸會(huì)感到很生疏,既不知道用什么方法,也搞不清用什么知識(shí),會(huì)覺得無從下手。解決這一問題首先要理解產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原理是什么。分析的關(guān)鍵是找出從這一次看到葉片到下一次看到葉片葉片轉(zhuǎn)過的角度。由此再得到轉(zhuǎn)過這一角度所用的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間即為閃光燈閃光的周期。
[例6]鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎遭半徑r是根據(jù)地形決定的。彎道處要求外軌比內(nèi)軌高,其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān),還取決于火車在彎道上的行駛速率。下列表格中是鐵路
彎道半徑660330220165132110
內(nèi)外軌高度差50100150200250300
設(shè)計(jì)人員技術(shù)手冊(cè)中彎道半徑r及與之對(duì)應(yīng)的軌道的高度差h。
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),試導(dǎo)出h和r關(guān)系的表達(dá)式,并求出當(dāng)r=440m時(shí),h的設(shè)計(jì)值;
(2)鐵路建成后,火車通過彎道時(shí),為保證絕對(duì)安全,要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力,又已知我國鐵路內(nèi)外軌的間距設(shè)計(jì)值為L=1435mm,結(jié)合表中數(shù)據(jù),算出我國火車的轉(zhuǎn)彎速率v(以km/h為單位,結(jié)果取整數(shù))(路軌傾角很小時(shí),正弦值按正切位處理);
(3)隨著人們生活節(jié)奏加快,對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊螅疄榱颂岣哌\(yùn)輸力,國家對(duì)鐵路不斷進(jìn)行提速,這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高請(qǐng)根據(jù)上述計(jì)算原理和上述
表格分析提速時(shí)應(yīng)采取怎樣的有效措施。
剖析:
(1)分析表中數(shù)據(jù)可得,每組的h與r之乘積均等于常數(shù)C=660m×50×l0-3m=33m2
即hr=33或(h=33)①
當(dāng)r=440m時(shí),h==0.075m=75mm。
(2)轉(zhuǎn)彎中,當(dāng)內(nèi)、外軌對(duì)車輪沒有側(cè)向壓力時(shí),火車的受力如圖8所示。由牛頓第二定律得:
圖8
mgtan=②
因?yàn)棣群苄?,有:tanθ=sinθ=③
由②③可得:v=④
代入數(shù)據(jù)可得v=15m/s=54km/h
(3)由④式可知,可以采取的措施是:
a.適當(dāng)增大內(nèi)外軌道的高度差h;
b.適當(dāng)增大軌道轉(zhuǎn)彎半徑r。
[例7]半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上,頂部有一小物體,如圖9所示,今給小物體一個(gè)水平初速度,則物體將()
A.沿球面滑至m點(diǎn)
B.先沿球面滑至某點(diǎn)N再離開球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)
C.按半徑大于R的新圓弧軌道運(yùn)動(dòng)
D.立即離開半球面作平拋運(yùn)動(dòng)
圖9
解析:小球在頂點(diǎn)時(shí),重力大小等于向心力,對(duì)曲面無壓力。做平拋運(yùn)動(dòng)落地過程中水平位移大于豎直位移。D選項(xiàng)正確。
【模擬試題】(答題時(shí)間:60分鐘)
1.小球在離地面高為h處,以初速度v水平拋出,球從拋出到著地,速度變化量的大小和方向?yàn)椋ǎ?br>
A.,方向豎直向下B.,方向豎直向下
C.,方向斜向下D.,方向斜向下
2.在高空勻速水平飛行的飛機(jī),每隔1s投放一物體則()
A.這些物體落地前排列在一條豎直線上
B.這些物體都落在地面上的同一點(diǎn)
C.這些物體落地時(shí)速度大小和方向都相同
D.相鄰物體在空中距離保持不變
3.有關(guān)運(yùn)動(dòng)的合成,以下說法正確的是()
A.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)
B.兩個(gè)不在一直線上的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)
C.兩個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D.勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)
4.甲、乙兩人在一幢樓的三層窗口比賽擲壘球,他們都盡力沿水平方向擲出同樣的壘球,不計(jì)空氣阻力。甲擲的水平距離正好是乙的兩倍.若乙要想水平擲出相當(dāng)于甲在三層窗口擲出的距離,則乙應(yīng)()
A.在5層窗口水平擲出
B.在6層窗口水平擲出
C.在9層窗口水平擲出
D.在12層窗口水平擲出
5.從傾角為θ的足夠長的斜面上的A點(diǎn),先后將同一小球以不同的初速度水平向左拋出。第一次初速度為v1,球落到斜面上的瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為α1,第二次初速度為v2,球落到斜面上的瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為α2。若v1v2,則()
A.α1α2B.α1=α2
C.α1α2D.無法確定
6.如圖1所示為一皮帶傳動(dòng)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,大輪半徑為4r,小輪半徑為2r,b點(diǎn)在小輪上,到小輪中心距離為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)過程中皮帶不打滑,則()
A.a點(diǎn)與b點(diǎn)線速度大小相等
B.a點(diǎn)與c點(diǎn)角速度大小相等
C.a點(diǎn)與d點(diǎn)向心加速度大小相等
D.a,b、c、d四點(diǎn),加速度最小的是b點(diǎn)
圖1
7.(2002年上海,8)太陽從東邊升起,西邊落下,這是地球上的自然現(xiàn)象,但在某些條件下,在緯度較高地區(qū)上空飛行的飛機(jī)上,旅客可以看到太陽從西邊升起的奇妙現(xiàn)象。這些條件是()
A.時(shí)間必須是在清晨,飛機(jī)正在由東向西飛行,飛機(jī)的速度必須較大
B.時(shí)間必須是在清晨,飛機(jī)正在由西向東飛行,飛機(jī)的速度必須較大
C.時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由東向西飛行,飛機(jī)的速度必須較大
D.時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由西向東飛行,飛機(jī)的速度不能太大
8.用同樣材料做成的A、B、C三個(gè)物體,放在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平平臺(tái)上,已知mA=2mB=2mC,各物體到軸的距離rC=2rA=2rB。若它們相對(duì)于平臺(tái)無滑動(dòng),則下面說法中不正確的是()
A.C的向心加速度最大B.B的摩擦力最小
C.轉(zhuǎn)速增大時(shí),C比B先滑動(dòng)D.轉(zhuǎn)速增大時(shí),B比A先滑動(dòng)
9.一輛卡車在丘陵地勻速行駛,地形如圖2所示,由于輪胎太舊,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段應(yīng)是()
A.a處B.b處C.c處D.d處
圖2
10.如圖3所示,將完全相同的兩小球A、B用長L=0.8m的細(xì)繩懸于以速度v=4m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)的小車頂部,兩球與小車的前,后壁接觸.由于某種原因,小車突然停止,此時(shí)懸線的拉力之比FB:FA為(g取10m/s2)()
A.1:lB.l:2C.1:3D.1:4
圖3
11.有—小船正在渡河,如圖4所示,在離對(duì)岸30m時(shí),其下游40m處有一危險(xiǎn)水域.假若水流速度為5m/s,為了使小船在到達(dá)危險(xiǎn)水域之前到達(dá)對(duì)岸,那么,從現(xiàn)在起,小船相對(duì)于靜水的最小速度應(yīng)是多大?
圖4
12.飛機(jī)以恒定的速度v0沿水平方向飛行,飛行高度為2000m,在飛行過程中釋放一炸彈,在30s后飛行員聽見炸彈落地的爆炸聲.假設(shè)此爆炸聲向空間各個(gè)方向的傳播速度都為320m/s,炸彈受到的空氣阻力可以忽略,取g=l0m/s2。則炸彈經(jīng)s時(shí)間落地,該飛機(jī)的飛行速度v0=m/s。(答案保留兩位有效數(shù)字)
13.如圖5所示,用鉗子夾住一塊質(zhì)量m=50kg的混凝土砌塊起吊.已知鉗子與砌塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。砌塊重心至上端間距l(xiāng)=4m。在鉗子沿水平方向以速度v=4m/s勻速行駛中,上端突然停止時(shí),為不使砌塊從鉗子口滑下,對(duì)砌塊施加的壓力至少為多大?
圖5
14.質(zhì)量為mA、和mB的兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧連在一起,用長為Ll的細(xì)繩將A球系于O軸上,使A、B兩球均以角速度ω在光滑的水平面上繞OO,軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖6所示。當(dāng)兩球間的距離為L2時(shí),將線燒斷,線被燒斷的瞬間,兩球加速度aA和aB各是多少?
圖6
【試題答案】
1.B2.AC3.B4.D5.B6.CD7.C8.D9.D10.C
11.3m/s12.202.5×l0213.875N14.
高一物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)教案53
5.4勻速圓周運(yùn)動(dòng)
一、教學(xué)目標(biāo):
1、知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
2、理解什么是線速度、角速度和周期
3、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系
二、教學(xué)重點(diǎn):
1、理解線速度、角速度和周期
2、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
3、線速度、角速度及周期之間的關(guān)系
三、教學(xué)難點(diǎn):
對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解
四、教學(xué)方法:
講授、推理歸納法
五、教學(xué)步驟:
導(dǎo)入新課
(1)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周,這樣的運(yùn)動(dòng)是很常見的,同學(xué)們能舉幾個(gè)例子嗎?(例:轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),地球和各個(gè)行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)等)
(2)今天我們就來學(xué)習(xí)最簡單的圓周運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)
新課教學(xué)
(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、理解線速度、角速度的概念
2、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系
3、理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)
(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程
1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(1)用多媒體投影一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),在相等的時(shí)間里通過相等的弧長。
(2)并出示定義:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間里通過的圓弧長度相同——這種運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(3)舉例:通過放錄像讓學(xué)生感知:一個(gè)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其上各點(diǎn)所做的運(yùn)動(dòng),地球和各個(gè)行星繞太陽的運(yùn)動(dòng),都認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(4)通過電腦模擬:兩個(gè)物體都做圓周運(yùn)動(dòng),但快慢不同,過渡引入下一問題。
2、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量
(1)線速度
a:分析:物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t增大幾倍,通過的弧長也增大幾倍,所以對(duì)于某一勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,s與t的比值越大,物體運(yùn)動(dòng)得越快。
b:線速度
1)線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
2)線速度是矢量,它既有大小,也有方向。
3)線速度的大小
4)線速度的方向在圓周各點(diǎn)的切線方向上
5)討論:勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎?
6)得到:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng),因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。
(2)角速度
a:學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容
b:出示閱讀思考題
1)角速度是表示的物理量
2)角速度等于和的比值
3)角速度的單位是
c:說明:對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,角速度是恒定的
d:強(qiáng)調(diào)角速度單位的寫法rad/s
(3)周期、頻率和轉(zhuǎn)速
a:學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容
b:出示閱讀思考題:
1)叫周期,叫頻率;叫轉(zhuǎn)速
2)它們分別用什么字母表示?
3)它們的單位分別是什么?
c閱讀結(jié)束后,學(xué)生自己復(fù)述上邊思考題。
(4)線速度、角速度、周期之間的關(guān)系
a:過渡: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?
b:用投影片出示思考題
一物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1)它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫,用T表示。它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長為,由此可知它的線速度為。
2)一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為,物體的角速度為。
c:通過思考題總結(jié)得到:
d:討論
1)當(dāng)v一定時(shí),與r成反比
2)當(dāng)一定時(shí)及v與r成正比
3)當(dāng)r一定時(shí),v與成正比
(三)實(shí)例分析(用投影片出示)
例1:分析下圖中,A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系?
分析得到:主動(dòng)輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過程中,皮帶(鏈條)上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等。
例2:分析下列情況下,輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系?
分析得到:同一輪上各點(diǎn)的角速度相同。
三、鞏固訓(xùn)練
用電腦進(jìn)行練習(xí),并且進(jìn)行激勵(lì)評(píng)價(jià)和升級(jí)訓(xùn)練
(一)填空
1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度的不變,時(shí)刻在變,所以線速度是(填恒量或變量),所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,勻速的含義是。
2、對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,哪些物理量是一定的?
(二)某電鐘上秒針、分針、時(shí)針的長度比為d1:d2:d3=1:2:3,求
A:秒針、分針、時(shí)針尖端的線速度之比
B:秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比。
(三)師生共同解答課本本節(jié)的思考與討論。
六、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。
高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(一)
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。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。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便,下面是小編整理的“高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(一)”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(一)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、認(rèn)識(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念.
2、理解線速度、角速度和周期的概念,掌握這幾個(gè)物理量之間的關(guān)系并會(huì)進(jìn)行計(jì)算.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力及分析綜合能力.
情感目標(biāo)
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生積極參與的意識(shí).
教學(xué)建議
教材分析
教材首先明確要研究圓周運(yùn)動(dòng)中的最簡單的情況,勻速圓周運(yùn)動(dòng),接著從描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的角度引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念,最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系,中間有一個(gè)思考與討論做為鋪墊.
教法建議
關(guān)于線速度、角速度、周期等概念的教學(xué)建議是:通過生活實(shí)例(齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或皮帶傳動(dòng)裝置)或多媒體資料,讓學(xué)生切實(shí)感受到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有運(yùn)動(dòng)快慢與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及周期之別,有必要引入相關(guān)的物理量加以描述.學(xué)習(xí)線速度的概念,可以根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念(結(jié)合課件)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)弧長 與時(shí)間 比值保持不變的特點(diǎn),進(jìn)而引出線速度的大小與方向.同時(shí)應(yīng)向?qū)W生指出線速度就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度.學(xué)習(xí)角速度和周期的概念時(shí),應(yīng)向?qū)W生說明這兩個(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t比值來描述,由此引入角速度的概念.又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性的特點(diǎn),物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢還可以用轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間的長短來描述,為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時(shí),不要求向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性.在講述概念的同時(shí),要讓學(xué)生體會(huì)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運(yùn)動(dòng).
關(guān)于“線速度、角速度和周期間的關(guān)系”的教學(xué)建議是:結(jié)合課件引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到這幾個(gè)物理量在對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的描述上雖有所不同,但它們之間是有聯(lián)系的,并引導(dǎo)學(xué)生從如下思路理解它們之間的關(guān)系:
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
勻速圓周運(yùn)動(dòng)
教學(xué)重點(diǎn):線速度、角速度、周期的概念
教學(xué)難點(diǎn):各量之間的關(guān)系及其應(yīng)用
主要設(shè)計(jì):
一、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量.
(一)讓學(xué)生舉一些物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例.
(二)展示課件1、齒輪傳動(dòng)裝置
課件2、皮帶傳動(dòng)裝置
為引入概念提供感性認(rèn)識(shí),引起思考和討論
(三)展示課件3:質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
可暫停.可讀出運(yùn)行的時(shí)間 ,對(duì)應(yīng)的弧長 ,轉(zhuǎn)過的圓心角 ,進(jìn)而給出線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念.
二、線速度、角速度、周期間的關(guān)系:
(一)重新展示課件
1、齒輪傳動(dòng)裝置.讓學(xué)生體會(huì)到有些不同的點(diǎn)線速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的點(diǎn)角速度、周期相同,但線速度大小不同;進(jìn)而此導(dǎo)同學(xué)去分析它們之間的關(guān)系:
探究活動(dòng)
觀察與測量:請(qǐng)研究一下自行車飛輪與中軸輪盤通過鏈條的連接關(guān)系:測量一下各自的半徑,并思考驗(yàn)證兩輪的角速度關(guān)系,邊緣點(diǎn)的線速度大小關(guān)系;有條件的話研究一下“變速自行車”的變速原理.
高一物理圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)分析及公式匯編
古人云,工欲善其事,必先利其器。教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂,幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的高一物理圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)分析及公式匯編,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
高一物理圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)分析及公式匯編一.本章考點(diǎn)
l描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的5個(gè)物理量線、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。會(huì)將它們相互轉(zhuǎn)化?!策x擇題或者填空題〕(考試指數(shù)60%)
l向心力的應(yīng)用〔關(guān)鍵是尋找向心力的來源問題〕,車輛拐彎問題〔靜摩擦力提供向心力〕。(考試指數(shù)100%)
l向心力的應(yīng)用〔關(guān)鍵是尋找向心力的來源問題〕,汽車過拱橋問題〔支持力和重力一起提供向心力〕。(考試指數(shù)100%)
l向心力的應(yīng)用〔關(guān)鍵是尋找向心力的來源問題〕,豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問題〔注意區(qū)分:繩子與硬桿、最高點(diǎn)與最低點(diǎn)〕。(考試指數(shù)100%)
l離心現(xiàn)象:供大于求就近心;供不應(yīng)求就離心。(考試指數(shù)80%)
二.本章公式
1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式:
線速度:V=wR=2R/T=2fR=2nR、角速度:w=
向心加速度:a=w2R=V2/R
向心力:F向=ma=mw2R=mV2/R
注意:
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是物體所受的合外力,總是指向圓心,其作用是只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向。
向心力:是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在半徑方向的合外力。而沿著圓周切線方向的力只改變運(yùn)動(dòng)的快慢。
在解決有關(guān)向心力應(yīng)用的問題時(shí),一定要注意解題的四個(gè)步驟。并規(guī)定沿半徑指向圓心的方向?yàn)檎较颉?br> 有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)問題的解題步驟:
定對(duì)象〔確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),找到圓心和半徑〕
狀態(tài)分析和受力分析〔分析向心力的來源〕
確定正方向〔建立以向心方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)軸或直角指標(biāo)系〕,據(jù)向心力或向心加速度公式列方程。
解方程、作答。