【物理】2018届一轮复习人教版圆周运动教案(1) 5页

课 题 圆周运动 计划课时 2 节 教学目标 ‎1、理解物体做匀速圆周运动的概念及条件。‎ ‎2、掌握描述圆周运动快慢的物理量。‎ ‎3、理解向心力，会分析向心力的来源。‎ ‎4、理解向心运动、离心运动、匀速圆周运动。‎ 教学重点 圆周运动的基本规律。‎ 教学难点 ‎ 向心力来源的分析 教学方法 分析法、探究法 教 学 内 容 及 教 学 过 程 一、 引入课题 曲线运动中，如果物体所受的合力始终与物体的运动方向垂直，则物体将怎样运动？‎ 二、 主要教学过程 知识点一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 ‎1．匀速圆周运动 ‎(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。‎ ‎(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。‎ ‎(3)条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。‎ ‎2．描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，如下表：‎ 定义、意义 公式、单位 线速度(v)‎ ‎①描述圆周运动的物体运动快慢的物理量 ‎②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切 ‎①v＝＝ ‎②单位：m/s 角速度(ω)‎ ‎①描述物体绕圆心转动快慢的物理量 ‎②中学不研究其方向 ‎①ω＝＝ ‎②单位：rad/s 周期 (T)和转速(n)或频率(f)‎ ‎①周期是物体沿圆周运动一周的时间 ‎②转速是物体单位时间转过的圈数，也叫频率 ‎①T＝单位：s ‎②n的单位：r/s、r/min，f的单位：Hz 向心加速度(a)‎ ‎①描述速度方向变化快慢的物理量 ‎②方向指向圆心 ‎①a＝＝rω2‎ ‎②单位：m/s2‎ ‎3、圆周运动中的运动学分析 ‎（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＝＝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。‎ 知识点二、匀速圆周运动的向心力 ‎1．作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小。‎ ‎2．大小：F＝m＝mω2r＝mr＝mωv＝4π2mf2r。‎ ‎3．方向：始终沿半径方向指向圆心，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，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供。‎ 知识点三、离心现象 ‎1．定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。‎ ‎2．本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势。‎ ‎3．受力特点 当F＝mrω2时，物体做匀速圆周运动；‎ 当F＝0时，物体沿切线方向飞出；‎ 当F＜mrω2时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图所示。‎ 一、 典型例题分析 ‎【例1】　(多选)如图所示，有一皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为RA、RB、RC，已知RB＝RC＝，若在传动过程中，皮带不打滑。则(　　)‎ A．A点与C点的角速度大小相等 B．A点与C点的线速度大小相等 C．B点与C点的角速度大小之比为2∶1‎ D．B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4‎ 解析　处理传动装置类问题时，对于同一根皮带连接的传动轮边缘的点，线速度相等；同轴转动的点，角速度相等。对于本题，显然vA＝vC，ωA＝ωB，选项B正确；根据vA＝vC及关系式v＝ωR，可得ωARA＝ωCRC，又RC＝，所以ωA＝，选项A错误；根据ωA＝ωB，ωA＝，可得ωB＝，即B点与C点的角速度大小之比为1∶2，选项C错误；根据ωB＝及关系式a＝ω2R，可得aB＝，即B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4，选项D正确。‎ 答案　BD ‎【例2】　(2016·福建晋江月考)如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承受的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时∠ABC＝90°，∠ACB＝53°，BC＝1 m。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，则最先被拉断的那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为(g取‎10 m/s2)(　　)‎ A．AC　5 m/s B．BC　5 m/s C．AC　5.24 m/s D．BC　5.24 m/s 解析　据题意，小球转动时向心力为TBC＋TACcos 53°＝m，此时设BC绳刚好被拉断，则拉力为TBC＝2mg，此时TACsin 53°＝mg，即TAC＝mg，说明BC绳先被拉断；当AC绳拉断时，有TAC′＝2mg，此时由于小球重力等于mg，则AC绳与水平方向的夹角等于30°，有TAC′cos 30°＝m，此时小球转动半径为R′＝cos 30°＝ m，代入数值得v′＝‎5 m/s，故选项B正确。‎ 答案　B ‎【例3】　汽车沿半径为R的圆形跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆形跑道，车速最大不能超过多少？图所示是汽车沿圆形跑道行驶时的背影简图，试根据图中车厢的倾侧情况和左右轮胎受挤压后的形变情况判断圆形跑道的圆心位置在左侧还是在右侧？‎ 解析　如果不考虑汽车行驶时所受的阻力，那么汽车在圆形跑道匀速行驶时，轮胎所受的静摩擦力Ff (方向指向圆心)提供向心力。车速越大，所需向心力也越大，则静摩擦力Ff也越大，设车速的最大值为vmax，则Ffmax＝m，即＝m，解得vmax＝。对车厢进行受力分析可知，其支持力和重力的合力一定指向右侧，即向心力指向右侧，所以跑道的圆心一定在右侧。‎ 答案　速率不能超过　跑道的圆心在右侧 四、课堂练习 ‎《创新设计》第65、66页 变式训练1、2、3、‎ 五、课堂小结 常见的三种传动方式及特点 ‎1．皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。‎ ‎2．摩擦传动：如图所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。‎ ‎3．同轴传动：如图甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。‎ 六、作业 ‎《4级优化满分练》第四章 基础课时10‎ 板书设计 圆周运动的基本规律及应用 一、 匀速圆周运动 二、匀速圆周运动的向心力 1、 定义 1、作用效果 2、 特点 2、大小 3、 条件 3、方向 4、 描述匀速圆周运动的物理量 4、来源 教学反思 ‎ 本节内容概念多，学生轻于对概念的理解，导致各概念没能很好地联系在一起，靠死记各概念，时间稍长，则各表达式混在一起。‎