《圓周運動》教案設計

這是《圓周運動》教案設計，是優秀的物理教案文章，供老師家長們參考學習。

　　一、教學目標

　　(一)知識與技能

　　1、知道什么是勻速圓周運動，及描述勻速圓周運動的物理量之間的關系。

　　2、會分析向心力的來源，明確向心力是按效果命名的力。

　　3、掌握應用牛頓運動定律解決勻速圓周運動問題的一般方法，會處理豎直面的勻速圓周問題。

　　4、知道向心力，向心加速度的公式也適應變速圓周運動，理解如何使用。

　　(二)過程與方法

　　1、具體問題具體分析，理論聯系實際，提高分析和解決問題的能力.

　　2、注意統一性和特殊性，提高綜合分析的能力.

　　(三)情感態度與價值觀

　　通過描述勻速圓周運動快慢的教學，使學生了解對于同一個問題可以從不同的角度進行研究，并體會學習的目的是為了應用，感受科學技術是第一生產力.

　　考綱內容

　　考試要求

　　勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度、離心現象

　　了解并識記

　　勻速圓周運動的向心力

　　理解并應用

　　二、知識歸納

　　1、勻速圓周運動是質點沿圓周運動，在 里通過的圓弧長度相等的運動。

　　2、描述圓周運動快慢的物理量：

　　線速度：質點通過的 與 的比值，是描述 ，單位： ，用符號： 表示，表達式： 。

　　角速度：質點所在半徑轉過的 與 的比值，是描述 ，單位： ，用符號： 表示，表達式： 。

　　周期：指點運動一周 ，單位： ，用符號： 表示。

　　轉速：單位時間內轉過 ，單位： ，用符號： 表示。

　　3、線速度、角速度、周期、轉速這間的關系： 。

　　4、勻速圓周運動的速度 時刻在變，所以勻速圓周運動是 曲線運動，所以做勻速圓周運動的物體所受合外力有 ， 的特點，因此把這個力形象的稱為 ，由這個力產生的加速度稱為 。

　　5、勻速圓周運動是一種什么性質的運動?

　　6、勻速圓周運動的物體向心力與向心加速度的關系是 。

　　7、離心現象是 。發生離心現象的條件是 ， 。離心現象的本質是 。

　　三、疑難分析(生活中的向心力)

　　汽車轉彎問題：

　　a、汽車在水平路面上轉彎

　　思考：車輛在水平路面上轉彎時需要的向心力由什么力提供?

　　分析：由靜摩擦力

　　b、如果汽車在傾斜路面上轉彎時情況如何，依照上述討論行分析。

　　汽車過拱橋問題：

　　思考：汽車靜止在橋頂與通過橋頂是否同種狀態?

　　解析：不是，汽車靜止在橋頂、或通過橋頂，雖然都受到重力和支持力.但前者這兩個力的合力為零，后者合力不為零.

　　a、汽車過拱橋橋頂的向心力如何產生?方向如何?

　　解析：汽車在橋頂受到重力和支持力，如圖所示，向心力由二者的合力提供，方向豎直向下。

　　運動有什么特點?

　　解析：①動力學方程：由牛頓第二定律得：

　　G- =m 解得=G-m

　?、谄囂幱谑е貭顟B

　　汽車具有豎直向下的加速度，

　?、燮囋跇蝽斶\動的最大速度為 (安全速度)

　　根據動力學方程可知，當汽車行駛速度越大，汽車和橋面的壓力越小，當汽車的速度為時，壓力為零，這是汽車保持在橋頂運動的最大速度，超過這個速度汽車將飛出橋頂。

　　b、如果汽車通過凹形橋最低點時，情況如何，依照上述討論行分析。

　　小結：我們討論的汽車過橋問題，實質是物體在豎直面的圓周運動，要求掌握的是在最高點和最低點的情況，從力的角度看：在最低點，物體除了重力外，還必須受到一個豎直向上的支持力。但在最高點，重力可以提供同心力，即mg=mv0/r2。(超過VO汽車將飛出橋頂)。

　　勻速圓周運動解題步驟：

　　1 、明確研究對象，2、 對研究對象受力分析，3、確定”圓軌道平面和圓心”，4、明確”向心力來源”，5 、根據牛頓運動定律列方程求解。

　　注意：(1)做勻速圓周運動的物體，向心力是一個效果力，方向總指向圓心，是一個變力。

　　(2)由于向心力的方向時刻在變，所以勻速圓周運動是瞬時加速度的方向不斷改變的變加速運動。

　　(3)分析和解決勻速圓周運動的問題，關鍵的是要把向心力的來源搞清楚，確定物體作勻速圓周運動的平面，做勻速圓周運動的物體受到的合外力就是向心力。

　　(4)做勻速圓周運動的物體，由于本身有慣性，總是想沿著切線方向運動，只是由于向心力作用，使它不能沿切線方向飛出，而被限制著沿圓周運動。如果提供向心力的合外力突然消失，物體由于本身的慣性，將沿著切線方向運動。如果提供向心力的合外力減小，使它不足以將物體限制在圓周上，物體將做半徑變大的圓周運動。此時，物體逐漸遠離圓心，但“遠離”不能理解為“背離”。做離心運動的物體并非沿半徑方向飛出，而是運動半徑越來越大。

　　四、基礎練習

　　單項選擇題：

　　1、勻速圓周運動屬于：

　　A.勻速運動 B.勻加速運動

　　C.加速度不變的曲線運動 D.變加速曲線運動

　　2、一個小球沿半徑為2米的軌道做勻速圓周運動，其周期為T=π秒，則下列說法正確的是：

　　A.小球運動的線速度為4m/s B.小球運動的線速度是2m/s

　　C.小球運動的角速度是2 rad/s D.小球運動的轉速是轉/秒

　　3、下列說法中，正確的是：

　　A.物體在恒力作用下不可能作曲線運動

　　B.物體在恒力作用下不可能作圓周運動

　　C.物體在變力作用下不可能作直線運動

　　D.物體在變力作用下不可能作曲線運動

　　4、有兩人坐在椅子上休息，他們分別在中國的大連和廣州，關于他們具有的線速度和角速度相比較：

　　A.在廣州的人線速度大，在大連的人角速度大.

　　B.在大連的人線速度大，在廣州的人角速度大.

　　C.兩處人的線速度和角速度一樣大

　　D.兩處人的角速度一樣大，在廣州處人的線速度比在大連處人的線速度大

　　5、物體做離心運動時，運動軌跡：

　　A.一定是直線

　　B.一定是曲線

　　C.可能是直線，也可能是曲線

　　D.可能是圓

　　6、物體m用線通過光滑的水平板上的小孔與砝碼M相連，并且正在做勻速圓周運動，如圖所示，如果減小M的質量，則物體的軌道半徑r、角速度ω、線速度v的大小變化情況是：

　　A.r不變，v變小、ω變小

　　B.r增大，ω減小、v不變 m

　　C.r減小，v不變、ω增大 M

　　D.r減小，ω不變、v變小

　　7、下列哪些措施是為了防止離心現象而造成危害的是：

　　A.高速公路上設立確定車距的標志

　　B.高速公路上將要進入彎道處設有限速的警示標志

　　C.乘車時司機常提醒乘客不要把頭伸出窗外

　　D.冰雪天氣，在汽車的車輪上加裝鐵鏈

　　V8、如圖所示，汽車以速度V通過一半圓形的拱橋頂端時，關于汽車受力的說法正確的是：

　　A.汽車的向心力就是它所受的重力

　　B.汽車受重力，支持力、摩擦力和向心力的作用

　　C.汽車的向心力是它所受的重力和支持力的合力，方向指向圓心

　　D.以上均不正確

　　多項選擇題：

　　9、關于勻速圓周運動的下述說法中正確的是：

　　A.角速度不變 B.線速度不變 C.是勻速運動 D.是變速運動

　　10、正常走動的鐘表，其時針和分針都在做勻速轉動.下列關系中正確的有：

　　A.時針和分針角速度相同

　　B.分針角速度是時針角速度的12倍

　　C.時針和分針的周期相同

　　D.分針的周期的時針周期的12倍

　　11、用材料和粗細相同、長短不同的兩段繩子，各栓一個質量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周運動，那么：

　　A.兩個球以相同的線速度運動時，長繩易斷

　　B.兩個球以相同的角速度運動時，長繩易斷

　　C.兩個球以相同的周期運動時，長繩易斷

　　D.無論如何，長繩易斷

　　12、下列哪些現象或做法是為了防止物體產生離心運動:

　　A.汽車轉彎時要限定速度

　　B.洗衣機轉動給衣服脫水

　　C.轉速較高的砂輪半徑不宜太大

　　D.將砂糖熔化，在有孔的盒子中旋轉制成”棉花糖”

　　14、如圖，雜技演員表演“水流星”：在長為L=1.6m的細繩一端，系一個總質量為m=0.5kg的盛水容器，以繩另一端為圓心，在豎直平面內作圓周運動，

　　R

　　O 若“水流星”通過最高點的速度為v=4m/s，則下列說法正確

　　的是(不計空氣阻力，取g=10m/s2)：

　　A.“水流星”通過最高點時，繩對容器的拉力和容器底受到的壓力均為零

　　B.“水流星”通過最高點時，繩對容器的拉力不為零，容器底受到的壓力為零

　　C.“水流星”通過最高點時，若速度v=8m/s，繩對容器的拉力為T=20N

　　D.“水流星”通過最高點時，若速度v=8m/s，繩對容器的拉力為T=15N

　　五、鞏固提高：

　　15、如果汽車的質量為m，水平彎道是一個半徑50m的圓弧，汽車與地面間的最大靜摩擦力為車重的0。2倍，欲使汽車轉彎時不打滑，汽車在彎道處行駛的最大速度是 ( g取10 m/s2 )如果超過此速度，則汽車將做 　　 運動。

　　16、如圖所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道放在水平面上，一個質量為m的小球以某一速度沖上軌道，當小球將要從軌道口B點飛出時，軌道的壓力恰好為零，求：

　　(1)小球在B點的速度的大小 方向

　　(2)小球從軌道口飛出后到落地所需要的時間

　　(3)小球落地點C距A處的距離 。

　　17、圖6中所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點。左側是一輪軸， 大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r。c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上。若在傳動過程中，皮帶不打滑。則：a,c,d三點的線速度之比Va:Vc:Vd= ,角速度之比ωa:ωc:ωd= 。

　　六、教學反思：

　　對于圓周運動的復習，達到了學業水平考試的要求，大多數學生相應知識點掌握較好，知道描述勻速圓周運動的物理量及意義，會分析生活中的勻速圓周運動和生活中的離心現象等簡單問題，但還有少數學生對向心力的理解不準確，對向心力和向心加速度的公式不能靈活應用，下節課還要在做些相應訓練，加深學生的理解和提高應用能力。

　　圓周運動(專題訓練四)參考答案

　　選擇題答案：

　　題號

　　1

　　2

　　3

　　4

　　5

　　6

　　7

　　8

　　9

　　10

　　答案

　　D

　　AC

　　B

　　D

　　C

　　B

　　B

　　C

　　AD

　　BD

　　題號

　　11

　　12

　　14

　　答案

　　BC

　　AC

　　AD

　　填空題答案：

　　15、10 m/s ， 離心運動

　　16、(1) ， 方向水平向左

　　(2)

　　(3) 2R

　　17、a,c,d三點的線速度之比Va:Vc:Vd=1：1：2, 角速度之比ωa:ωc:ωd=2：1：1