【物理】2019届一轮复习人教版圆周运动基础课教案 4页

‎2018-2019 年度高三一轮复习教案 课 题 ‎ 圆周运动基础课 主备人 课 时 ‎2课时 备课时间 上课时间 教 目标 ‎1. 知道圆周运动是变速运动,理解描述匀速圆周运动的物理量及其关系.‎ ‎2. 理解向心力的概念,能分析向心力的 ,能运用向心力公式进行计算.‎ ‎3. 能分析水平面内、竖直平面内最高点和最低点的圆周运动问题.‎ ‎4. 知道离心运动及其产生的原因,能分析生活中的离心现象.‎ 教 重点 ‎ 理解向心力的概念,能分析向心力的 ,能运用向心力公式进行计算.‎ 教 难点 ‎ 能分析水平面内、竖直平面内最高点和最低点的圆周运动问题.‎ 教 方法 教师启发、引导， 生讨论、交流 教 媒体 ‎ 投影片，多媒体辅助教 设备 教 过程 教 师 活 动 ‎ 生活动 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．描述匀速圆周运动的物理量 定义、意义 公式、单位 线速度 ‎(v)‎ ‎(1)描述做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，沿圆周切线方向 v＝＝＝2πrn 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)是矢量(中 阶段不研究方向)‎ ω＝＝＝2πn 单位：rad/s 周期和频率 ‎(T/f)‎ 物体沿圆周运动一圈的时间 T＝＝，单位：s f＝，单 ：H ‎ 向心加速度 ‎(an)‎ ‎(1)描述速度方向变化快慢的物理量 ‎(2)方向指向圆心 an＝＝ω2r 单位：m/s2‎ 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． ：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。‎ ‎　圆周运动的运动 问题 ‎1．对公式v＝ωr的进一步理解 ‎(1)当r一定时，v与ω成正比。如齿轮边缘处的质点随着齿轮转速的增大，角速度和线速度都增大。‎ ‎(2)当ω一定时，v与r成正比。如地球上各点都绕地轴做圆周运动，角速度相同，地球表面纬度越低的地方，到地轴的距离越大，线速度越大。‎ ‎(3)当v一定时，ω与r成反比。如皮带传运动装置中，两轮边缘上各点的线速度大小相等，大轮的半径r大，角速度ω较小。‎ ‎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。‎ ‎1．[同轴传动]一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，a、b两点的位置如图2所示，则偏心轮转动过程中a、b两质点(　　)‎ A．线速度大小相等 B．向心力大小相等 C．角速度大小相等 D．向心加速度的大小相等 ‎2．[皮带传动](多选)如图3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 ‎3．[摩擦传动]如图4所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的(　　)‎ A．线速度大小之比为3∶2∶2 ‎ B．角速度之比为3∶3∶2‎ C．转速之比为2∶3∶2 ‎ D．向心加速度大小之比为9∶6∶4‎ 反思总结 常见的三种传动方式及特点 ‎(1)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。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)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。‎ ‎　圆周运动中的动力 问题 ‎1．向心力的 ‎ ‎(1)向心力的方向沿半径指向圆心；‎ ‎(2)向心力 ：一个力或几个力的合力或某个力的分力。‎ ‎2.运动实例:汽车、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等.‎ ‎(1) 汽车(或自行车)在水平路面上转变:此时路面对汽车(或自行车)的静摩擦力提供向心力,这个力的作用是用来改变汽车(或自行车)的行驶方向.‎ ‎(2) 火车拐弯:如图所示,在转弯处使外轨略高于内轨,火车驶过转弯处时,铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的,而是斜向弯道内侧,它与重力G的合力指向圆心,提供火车转弯时所需的向心力.‎ 设内、外轨间的距离为L,内、外轨的高度差为h,火车转弯的半径为R,火车转弯的规定速度为v0,如图所示,可得向心力为F=mgtan α≈mgsin α=.‎ 由牛顿第二定律得 F=m=.‎ 即火车转弯的规定速度v0=.‎ 讨论:① 当火车行驶速度v等于规定速率v0时,重力与支持力的合力正好提供向心力,内、外轨道对轮缘都没有侧压力.‎ ‎② 当火车行驶速率v大于规定速率v0时,圆周运动所需的向心力比两力合力大,此时外轨道提供一个弹力来补充.‎ ‎(3) 当火车行驶速率v小于规定速率v0时,‎ 圆周运动所需的向心力比两力的合力小,此时内轨道提供一个弹力来抵消.‎ ‎1．[火车转弯] 铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图6所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则(　　)‎ A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C．这时铁轨对火车的支持力等于 D．这时铁轨对火车的支持力大于 ‎　离心运动 ‎ (1) 做圆周运动的质点,当合外力消失时,它就以这一时刻的速度沿切线方向飞去.‎ ‎(2) 当合外力突然减小为某一个值时,物体将会在切线方向与圆周之间做离心运动.‎ 注意:① 做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用,因为没有任何物体提供这种力.‎ ‎② 离心运动 特征是逐渐远离圆心的运动,动力 特征是合外力消失或不足以提供所需的向心力.‎ ‎③ 若提供向心力大于物体所需向心力时,表现为向心运动的趋势(离圆心越来越近).‎ ‎[离心运动]　(2015·南京三校联考)如图所示,游乐场有一水上转台,可在水平面内匀速转动,沿半径方向面对面手拉手坐着甲、乙两个小孩,他们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速缓慢加快到两小孩刚好要发生滑动时,两小孩突然松手,则两小孩的运动情况是(　　)‎ A. 两小孩均沿半径方向滑出后落入水中 B. 两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动而落入水中 C. 甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动,乙发生滑动最终落入水中 D. 不知道甲乙质量关系,所以运动情况无法确定 板书设计 教 笔记