高中物理圆周运动教案 17页

自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立高中物理圆周运动教案　　篇一：人教版物理必修二《圆周运动》教学设计　　《圆周运动》教学设计　　一、教材分析　　《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第4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。随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　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　　①理解线速度、角速度、周期的概念及引入的过程；②掌握它们之间的联系。2．难点①理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性；②理解匀速圆周运动是变速运动。四、学情分析学生已有的知识：1．瞬时速度的概念随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立2．初步的极限思想3．思考、讨论的习惯4．数学课中对角度大小的表示方法五、教学方法与手段演示实验、展示图片、观看视频、动画；讨论、讲授、推理、概括师生互动，生生互动，六、教学设计（一）导入新课（认识圆周运动）●通过演示实验、展示图片、观看视频、动画，让学生认识圆周运动的特点，演示小球在水平面内圆周运动展示自行车、钟表、电风扇等图片观看地球绕太阳运动的动画观看花样滑冰视频　　提出问题：它们的运动有什么共同点？答：它们的轨迹是一个圆．　　师：对，这就是我们今天要研究的圆周运动　　观看动画，思考问题：这两个球匀速圆周运动有什么不同？答：快慢不同　　提出问题：如何描述物体做圆周运动的快慢？　　学生动手，分组实践，观察自行车的传动装置，思考与讨论：　　自行车的大齿轮，小齿轮，后轮中的质点都在做圆周运动。　　比较哪些点运动得更快些？说说你比较的理由。　　讨论后，展示自行车传动装置图片（或视频），进一步提问：如何比较物体圆周运动快慢？师生共同分析，小结可能的比较方法：随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　方案1：比较物体在一段时间内通过的圆弧长短　　方案2：比较物体在一段时间内半径转过的角度大小　　方案3：比较物体转过一圈所用时间的多少　　方案4：比较物体在一段时间内转过的圈数　　注意：在与学生交流时表达鼓励和赏识：如“非常好！”、“你（们）真棒！”、“说得对！”等。　　（二）新课教学　　描述圆周运动快慢的物理量　　线速度　　学生阅读课文有关内容，思考并讨论以下问题：　　1．线速度是怎么定义的？单位是什么？　　2．线速度的方向怎样？请说出圆周运动的速度方向是怎么确定的。　　3．物体匀速圆周运动的线速度有什么特点？　　4．为什么说匀速圆周运动是一种变速运动？这里的“匀速”是指什么不变？　　生生互动，师生互动后，概括如下：点击幻灯片，全方位学习小结线速度的概念；并通过砂轮切割的视频，让学生感受圆周运动的速度方向。如下：　　线速度：　　定义：质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值叫做线速度。随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　大小：v=Δl/Δt（分析：当Δt很小时，v即圆周各点的瞬时速度。）　　单位：m/s方向：沿圆周上该点的切线方向（看砂轮工作视频）。　　物理意义：描述通过弧长的快慢。　　匀速圆周运动：质点沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。　　看动画，学习匀速圆周运动的概念：质点沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。（请学生再举几个生活中的圆周运动的实例）　　关于匀速圆周运动的问题讨论：　　1．匀速圆周运动的线速度是不变的吗？此处的“匀速”是指速度不变吗？　　2．匀速圆周运动是匀速运动吗？　　注意：在与学生交流时表达鼓励和赏识：如“很好！”“你（们）真了不起！”等。　　讨论后，小结如下：　　匀速圆周运动是变速运动！（线速度的方向时刻改变）　　“匀速”指速率不变　　匀速圆周运动是线速度大小不变的运动！　　角速度　　看图片，回答问题：（转向角速度学习）随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　观察自行车的传动装置，分析P点和N点，M点和N点哪点运动得更快些？哪点转动得更快些？请同学们讨论一下！　　通过讨论，同学们发现，原来，质点运动得快与转动得快不是一回事！有必要引入一个表示转动快慢的物理量──角速度（转入角速度学习）　　注意：在与学生交流时表达鼓励和赏识：如“分析得好！”“不错！”等。下面我们研究描述匀速圆周运动转动快慢的物理量──角速度学生阅读课文有关内容P14-15，思考以下问题：角速度是怎么定义的？1．角度的单位是什么？它和通常意义上的单位有何不同？2．角度的大小是怎么表示的？3．30°，45°，60°，90°，180°，360°，用弧度作单位该怎么表示？4．角速度的单位是什么？计算带单位时为什么应写为s-？5．匀速圆周运动的角速度有什么特点？生生互动，师生互动后，概括如下：点击幻灯片，全方位学习小结角速度的概念1．角速度：定义：质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。大小：ω=Δθ/Δt单位：rad/s1　　物理意义：描述半径扫过角度的快慢。　　2．匀速圆周运动是角速度不变的运动　　问题：除了以上两种方法，还可以怎么描述匀速圆周运动转动的快慢？看动画，讨论，得出方案：随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立即比较物体转过一圈所用时间的多少或比较物体在一段时间内转过的圈数，看动画，学习周期和转速的概念。周期与转速1．周期：　　篇二：高中物理《生活中的圆周运动》教学设计　　篇三：物理系列教案：《圆周运动及其应用》　　第2讲圆周运动及其应用　　考点1描述圆周运动的物理量　　1．线速度　　①定义：质点做圆周运动通过的弧长S与通过这段弧长所用时间t的叫做圆周运动的线速度．　　②线速度的公式为，　　③方向为．作匀速圆周运动的物体的速度、方向时刻在变化，因此匀速圆周运动是一种运动．　　2．角速度　　①定义：用连接物体和圆心的半径转过的角度θ跟转过这个角度所用时间t的叫做角速度．　　②公式为，单位是．　　3．周期　　①定义：做匀速圆周运动的物体运动的时间，称为周期．　　②公式：　　4．描述匀速圆周运动的各物理量的关系随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　①.角速度ω与周期的关系是：　　②.角速度和线速度的关系是：　　③.周期与频率的关系是:；　　④.向心加速度与以上各运动学物理量之间的关系：　　5．描述圆周运动的力学物理量是向心力（F向），它的作用是运动的运动学物理量和力学物理量之间的关系是：.　　[例１]图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，A是它边缘上的一点.左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为点在小轮上，它到小轮中心的距离为点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑.　　则（）　　A．A点与B点的线速度大小相等　　B．A点与B点的角速度大小相等　　C．A点与C点的线速度大小相等　　D．A点与D点的向心加速度大小相等　　考点2匀速圆周运动、离心现象　　1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间内通过的相等，这种运动就叫做匀速成圆周运动。　　2．向心力：做匀速圆周运动的物体所受到的始终指向圆心的合力，叫做向心力。向心力只能改变速度的，不能改变速度的。向心力的表达式为：　　3．而圆周运动的圆心一定和物体做圆周运动的轨道随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立在．例如沿光滑半球内壁在水平面上做　　圆周运动的物体，匀速圆周运动的圆心在与小球同一水平面上的O′　　而不在球心O点（如图1）．　　4．离心现象：做匀速圆周运动的物体，在合外力突然或　　v2　　者物体做圆周运动所需要的向心力时，即：F?m．物体将做r　　这种现象叫做离心现象．　　[例2]如图3所示，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中（）　　A．B对A的支持力越来越大　　B．B对A的支持力越来越小　　C．B对A的摩擦力越来越大　　D．B对A的摩擦力越来越小　　[例3]如图所示(来自:小龙文档网:高中物理圆周运动教案)，光滑水平面上，小球m在拉力，作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是()　　A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹pa做离心运动　　C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动　　D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹pc做离心运动　　[解析]开始时小球做圆周运动，说明此时的拉力恰好能提供向心　　力。若此时拉力消失，则向心力消失，小球将沿切线方向做匀速直线运　　动。若拉力突然变小，则向心力不足，小球将沿轨迹pb做离心运动；若拉力突然变大，则小球将沿轨迹pc做向心运动。　　【答案】A　　考点3竖直平面内的圆周运动　　竖直平面内的圆周运动的模型主要有两种，即轻绳（单圆轨道）类与轻杆（双圆轨道）类．它们的主要特点是：（1）轻绳（单圆轨道）（如图6）在最高点只能提供竖直向下的作用力．因此，通过最高点的临界条件是，绳的拉力（单圆轨道对　　v2　　物体的作用力）为0，重力充当向心力，mg?m，解得：R　　v?gR，即v?gR时物体才能通过最高点，所以：随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　（2）轻杆（双圆轨道）（如图7）则由于杆既可以提供拉力，也可以提供支持力v临界?gR．　　或不提供作用力，因此，杆作用物体到最高点时，其速度可以为0，此时杆提供的支持力与物体的重力平衡，所以v临界=0．　　[例3]（XX广东四校联考）如图，一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动．一长L为的细　　绳，一端固定于O点，另一端系一个质量m1为　　的球．当球在竖直方向静止时，球对水平桌面的作用力　　刚好为零．现将球提起使细绳处于水平位置时无初速释　　放．当球m1摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量m2　　为的小铁球正碰，碰后m1小球以2m/s的速度弹　　回，m2将沿半圆形轨道运动，恰好能通过最高点　　D．g=10m/s2,求：　　（1）m2在圆形轨道最低点C的速度为多大？　　（2）光滑圆形轨道半径R应为多大？　　[规律总结]　　竖直平面内的圆周运动，往往要以最高点和最低点做为分析的突破口，注意随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　分析这两点间的向心力，而机械能守恒中的速度关系就是联系这两点的桥梁．　　考点4圆周运动中的临界与最值问题　　[例4]（XX中山市四校联考）如图所示，一个质量为m的小球由两根细绳拴在竖直转轴上的A、B两处，AB间距为L，A处绳长为2L，B处绳长为L，两根绳能承受的最大拉力均为2mg，转轴带动小球转动。则：　　（1）当B处绳子刚好被拉直时，小球的线速度v多大？　　（2）为不拉断细绳，转轴转动的最大角速度?多大？　　（3）若先剪断B处绳子，让转轴带动小球转动，使绳子与转轴的夹角　　从45°开始，直至小球能在最高位置作匀速圆周运动，则在这一过程中，　　小球机械能的变化为多大？　　★高考重点热点题型探究　　热点1匀速圆周运动　　[真题1]（XX年广东高考）有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图14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,不计随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.　　[新题导练]1．（XX～XX广州市重点中学质检三）用细线　　吊着一个小球，使小球在水平面内做半径为R匀速圆周运动；圆　　周运动的水平面距离悬点h，距离水平地面H．若细线突然在A　　处断裂，求小球在地面上的落点P与A的水平距离．　　热点2竖直平面内的圆周运动　　[真题2]某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“XX”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体（可视为质点）以va=5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数u=，不计其它机械能　　损失。已知ab段长L＝1.5m，数字“0”的　　半径R＝，小物体质量m=，　　g=10m/s2。求：　　（1）小物体从p点抛出后的水平射程。　　（2）小物体经过数这“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　][新题导练]2．（XX上海联考）一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示，已知小球在最低点A的速度vA＝　　6m/s，求：　　（1）小球做圆周运动的周期T；　　（2）小球的质量m；（3）轻绳的长度L；　　（4）小球在最高点的动能Ek．　　★三、抢分频道　　限时基础训练卷　　1．（XX惠州三调）如图所示,一物块沿曲线从M点向N点运动的过程中，速度逐渐减小．在此过程中物块在某一位置所受合力方向可能的是（）　　ABCD　　2　　．如图所示，某型号的自行车，其链轮（俗称牙盘与脚蹬相连）的齿数为44齿，飞轮（与后轮相连）的齿数为20齿，当链轮转动一周时，飞　　轮带动后轮转动n周；车轮的直径为26英寸（相当于车　　轮的周长为）,若骑车人以每分钟60周的转速蹬链随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　轮,自行车行驶的速度为υ,则（）　　A、n=，υ=/s　　B、n=，υ=/s　　C、n=，υ=/s　　D、n=，υ=/s　　3．（XX广州统测）如图，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动（　　）　　A．转速相同时，绳长的容易断　　B．周期相同时，绳短的容易断C．线速度大小相等时，绳短的容易断　　D．线速度大小相等时，绳长的容易断　　4．（XX江苏泰兴）如图所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B、C处物块的质量相等为m，A处物块的质量为2m；A、B与轴O的距离相等，为r，C到轴O的距离为2r，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是（）　　A．C处物块的向心加速度最大　　B．B处物块受到的静摩擦力最小　　C．当转速增大时，最先滑动起来的是A处的物块　　D．当转速继续增大时，最后滑动起来的是C处的物块随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　5．(XX广州调研)如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀　　圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到球对其作用力的大小为　　（）　　2A．m?RB.　　C.　　D.条件不足，不能确定速　　6．（XX广东三校联考）4．如图所示，小车上有固定支架，一可视为质点的小球用轻质细绳拴挂在支架上的O点处，且可绕O点在竖直平面内做圆周运动，线长为L。现使小车与小球一起以速度v0沿水平方向向左匀速运动，当小车突然碰到矮墙后，车立即停止运动，此后小球上升的最大高度可能是（）?02?02A．大于B.小于2g2g　　?02C.等于D.等于2L2g　　7．（XX韶关一调）如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2．轨道底端水平并与　　半球顶端相切．质量为m的小球由A点静止滑下．小球在　　水平面上的落点为C，则（）随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起\n自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立　　A．小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点　　B．小球将从B点开始做平抛运动到达C点　　C．OC之间的距离为2R　　D．OC之间的距离为2R　　8．（XX北京宣武区）如图所示，一个小球沿竖直固定的光滑圆形轨道的内侧做圆周运动，圆形轨道的半径为R，小球可看作质点，则关于小球的运动情况，　　）　　A．小球的线速度方向时刻在变化，但总在圆周切线方向上B．小球通过最高点的速度可以等于0　　C．小球线速度的大小总大于或等于Rg　　D．小球转动一周的过程中，外力做功之和等于0　　9．如图所示，已知水平杆长L1=米，绳长L2=米，小球m的质量m=千克，整个装置可绕竖直轴转动，当该装置以某一角速度转动时，绳子与竖直方　　向成30°角．g取10m/s2，求：　　（1）试求该装置转动的角速度；　　（2）此时绳的张力是多大？　　10．如图所示，质量为m的小球在竖直面内的光滑圆形轨道内侧做圆周运动，通过最高点且刚好不脱离轨道时的速度为v，则当小球通过与圆心等高的A点时，　　随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起