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高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇一

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容為新人教版第五章第四節(jié)《圓周運(yùn)動(dòng)》，它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的處理方法以及平拋運(yùn)動(dòng)后接觸到的又一類(lèi)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)例,。本節(jié)作為該章的重要內(nèi)容之一,，主要向?qū)W生介紹了描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的幾個(gè)物理量，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),，在此基礎(chǔ)上討論這幾個(gè)物理量之間的變化關(guān)系,，為后續(xù)學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。

二,、學(xué)情分析

通過(guò)前面的學(xué)習(xí),，學(xué)生已對(duì)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件、運(yùn)動(dòng)的合成和分解,、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的處理方法,、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有了一定的了解和認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上了,，教師通過(guò)生活中的實(shí)例和實(shí)物，利用多媒體,，引導(dǎo)學(xué)生分析討論,，使學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，得出相關(guān)概念和規(guī)律,。在生活中學(xué)生已經(jīng)接觸到很多圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例,，對(duì)其并不陌生，但學(xué)生對(duì)如何描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢卻是第一次接觸,，因此學(xué)生在對(duì)概念的表述不夠準(zhǔn)確,，對(duì)問(wèn)題的猜想不夠合理，對(duì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)存在疑惑等,。教師在教學(xué)中要善于利用教學(xué)資源,，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想、合理推導(dǎo),、細(xì)心總結(jié),、敢于表達(dá)，這就能對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)有深度和廣度,。

三,、設(shè)計(jì)思想

本節(jié)課結(jié)合我校學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,，對(duì)教材進(jìn)行挖掘和思考，始終把學(xué)生放在學(xué)習(xí)主體的地位,，讓學(xué)生在思考,、討論交流中對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢形成初步的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生的思考和教師的引導(dǎo)形成共鳴,。

本節(jié)課結(jié)合了曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及解決方法,，利用生活中曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)例(如鐘表、轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪等)使學(xué)生建立起圓周運(yùn)動(dòng)的概念,，在此基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的相關(guān)物理量,。總體設(shè)計(jì)思路如下：

四,、教學(xué)目標(biāo)

(一),、知識(shí)與技能

1、知道什么是圓周運(yùn)動(dòng),、勻速圓周運(yùn)動(dòng),。理解線(xiàn)速度、角速度,、周期的概念,，會(huì)用線(xiàn)速度角速度公式進(jìn)行計(jì)算。

2,、理解線(xiàn)速度,、角速度、周期之間的關(guān)系,，即 ,。

3、理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),。

4,、能利用圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度、角速度,、周期的概念分析解決生活生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題,。

(二)、過(guò)程與方法

1,、知道并理解運(yùn)用比值定義法得出線(xiàn)速度概念,，運(yùn)用極限思想理解線(xiàn)速度的矢量性和瞬時(shí)性。

2,、體會(huì)在利用線(xiàn)速度描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢后,，為什么還要學(xué)習(xí)角速度。能利用類(lèi)比定義線(xiàn)速度概念的方法得出角速度概念。

(三),、情感,、態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過(guò)極限思想的運(yùn)用,，體會(huì)物理與其他學(xué)科之間的聯(lián)系,，建立普遍聯(lián)系的世界觀。

2,、體會(huì)物理知識(shí)來(lái)源于生活服務(wù)于生活的價(jià)值觀,，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3,、通過(guò)教師與學(xué)生,、學(xué)生與學(xué)生之間輕松融洽的討論和交流，讓學(xué)生感受快樂(lè)學(xué)習(xí),。

五,、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)

(一),、教學(xué)重點(diǎn)

1,、理解線(xiàn)速度、角速度,、周期的概念

2,、掌握線(xiàn)速度、角速度,、周期之間的關(guān)系

(二),、教學(xué)難點(diǎn)

1、理解線(xiàn)速度,、角速度,、周期的物理意義及引入這些概念的必要性。

2,、理解線(xiàn)速度的瞬時(shí)性和矢量性，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),。

六,、教學(xué)準(zhǔn)備

多媒體課件、多媒體計(jì)算機(jī),、掛鐘

七,、教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo);學(xué)生討論,、交流;教師講授;師生共同推理,、歸納總結(jié)。

八,、課時(shí)安排 ：1節(jié)課

九,、教學(xué)過(guò)程

(一),、引入新課

1、多媒體課件展示生活中的各類(lèi)圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例,，如：地球繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),，電子繞著原子核運(yùn)動(dòng)等)

2、實(shí)物展示：鐘表指針的轉(zhuǎn)動(dòng),、紙風(fēng)車(chē)的轉(zhuǎn)動(dòng),、電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)等

提出問(wèn)題：它們的運(yùn)動(dòng)軌跡有什么特點(diǎn)，做什么運(yùn)動(dòng)?

生：它們的軌跡都是圓,，做圓周運(yùn)動(dòng),。

師：同學(xué)們回答得很好。這就是本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的圓周運(yùn)動(dòng),。

(二)新課教學(xué)

(觀看轉(zhuǎn)動(dòng)快慢不同的大輪和小輪多媒體視頻)

師：大輪和小輪都在做圓周運(yùn)動(dòng),，它們轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢一樣嗎?

生：它們轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不一樣，大輪轉(zhuǎn)動(dòng)慢,，小輪轉(zhuǎn)動(dòng)快,。

提出問(wèn)題：我們?nèi)绾蚊枋鲎鰣A周運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢呢?

(學(xué)生仔細(xì)觀察齒輪傳動(dòng)裝置，親自動(dòng)手實(shí)踐,，分組討論交流,，展示討論結(jié)果并說(shuō)出原因)

根據(jù)學(xué)生提出的方案，師生共同分析總結(jié),，描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法可能有以下幾種：

(1)比較在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)(或比較轉(zhuǎn)過(guò)相同弧長(zhǎng)所需要的時(shí)間),。

(2)比較相同時(shí)間物體與圓心連線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)的角(或物體與圓心連線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)相同角所需要的時(shí)間)。

(3)比較在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)(或轉(zhuǎn)過(guò)相同圈數(shù)所需要的時(shí)間),。

(4)比較物體轉(zhuǎn)過(guò)一圈所需要的時(shí)間

師：同學(xué)們觀察的非常仔細(xì),，提出的方案也非常棒!我們的確可以從這些方面來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。

(教師在對(duì)學(xué)生贊許時(shí),，注意利用表情語(yǔ)言,、肢體語(yǔ)言向?qū)W生傳遞由衷的贊美，讓學(xué)生感受到探究后的成就感)

師：我們?cè)鯓佑梦锢砀拍顏?lái)表述同學(xué)們提出的這些方法呢?根據(jù)同學(xué)們提出的方法,，我們來(lái)一一學(xué)習(xí)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,。

1、線(xiàn)速度(v)

學(xué)生閱讀課本,，思考并討論以下問(wèn)題：

(1),、線(xiàn)速度的定義及其表達(dá)式是怎樣的，線(xiàn)速度的單位是什么?

(2),、線(xiàn)速度的物理意義是什么?

(3),、線(xiàn)速度的方向怎樣，如何確定線(xiàn)速度方向?

(4)、線(xiàn)速度是瞬時(shí)速度還是平均速度?

學(xué)生閱讀課本后,，利用多媒體課件直觀形象地展示線(xiàn)速度相關(guān)知識(shí),，從多角度讓學(xué)生體會(huì)認(rèn)識(shí)線(xiàn)速度，師生互動(dòng)總結(jié)得出：

(1),、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng) 與

所用時(shí)間 的比值叫做線(xiàn)速度,。

表達(dá)式： 單位：

物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)弧長(zhǎng)的快慢。

(2),、線(xiàn)速度方向是過(guò)圓周上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向,。(觀察砂輪切割金屬的工作視頻)

(引導(dǎo)學(xué)生分析： 時(shí)，則 所求得的線(xiàn)速度 表示質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度),。

(3),、線(xiàn)速度是瞬時(shí)速度。

2,、勻速圓周運(yùn)動(dòng)

(展示大掛鐘,，讓學(xué)生觀察鐘表秒針轉(zhuǎn)動(dòng)情況)

提出問(wèn)題：秒針尖端在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)有什么特點(diǎn)，線(xiàn)速度的大小和方向有什么有什么規(guī)律?

(學(xué)生思考后分組討論交流,，并展示小組討論交流結(jié)果)

師生互動(dòng)共同總結(jié)：

秒針尖端在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等,。任意時(shí)刻秒針尖端的線(xiàn)速度大小相等，方向在時(shí)刻變化,。

師：我們把線(xiàn)速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng),。

提出問(wèn)題：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻”指的是什么意思?

引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類(lèi)比勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)概念,，分析得出：

勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度方向時(shí)刻變化,，所以是變速運(yùn)動(dòng)?！皠颉敝妇€(xiàn)速度的大小(速率)不變,，而方向時(shí)刻改變。

(多媒體展示皮帶傳動(dòng)裝置,，分析在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,，主動(dòng)輪與從動(dòng)輪在皮帶連接處線(xiàn)速度大小相等)

提出問(wèn)題：主動(dòng)輪和從動(dòng)輪相比，誰(shuí)轉(zhuǎn)得快誰(shuí)轉(zhuǎn)得慢?你是怎樣

描述的,，請(qǐng)說(shuō)出你的描述方法,。

學(xué)生可能會(huì)從不同角度對(duì)其快慢進(jìn)行描述，師生互動(dòng),，共同總結(jié)

出描述的方法如下：

(1),、比較相同時(shí)間質(zhì)點(diǎn)與圓心聯(lián)系轉(zhuǎn)過(guò)角的大小(或轉(zhuǎn)過(guò)相同角所需要時(shí)間的多少),。

(2),、比較相同時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)(或轉(zhuǎn)過(guò)相同圈數(shù)所需要的時(shí)間)。

(3)、比較轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間,。

(注意：在和學(xué)生交流時(shí),，應(yīng)多用鼓勵(lì)和贊賞的語(yǔ)句。如“很好”,、“很棒”,、等。激發(fā)學(xué)生求知欲望.)

過(guò)渡：同學(xué)們的想法都很好!我們都可以從這些方面描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,，我們?nèi)绾螐馁|(zhì)點(diǎn)與圓周連線(xiàn)掃過(guò)的角度來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢呢?

3,、角速度( )

學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，并思考下列問(wèn)題：

(1),、角速度定義及表達(dá)式是怎樣的,，角速度的單位是什么?

(2)、30°,，45°,，60°，90°,，180°,，360°，用弧度作單位該怎么表示?

(3),、角速度的物理意義是什么?

(4),、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度有什么特點(diǎn)?

師生互動(dòng)，共同總結(jié)如下：

(1),、定義：質(zhì)點(diǎn)與圓心連線(xiàn)掃過(guò)的角度 與所用時(shí)間 的比值叫角速度,。

表達(dá)式： (強(qiáng)調(diào)： 是用弧度表示，如果掃過(guò)的角度是用度表示,，應(yīng)把角度轉(zhuǎn)化為弧度)

單位： 或

(2),、 例如：設(shè)半徑為 ，30°角所對(duì)應(yīng)的弧度為： ,，同理

45°,，60°，90°,，180°,，360°分別對(duì)應(yīng)的弧度為 、 ,、 ,、 、

(3),、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)與圓心連線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)角度的快慢,。

(4),、勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。

4,、周期(t)和轉(zhuǎn)速(n)

師：同學(xué)們總結(jié)得非常好!除了用線(xiàn)速度,、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢，我們還能不能用其他方式來(lái)描述呢?請(qǐng)同學(xué)們觀察掛鐘的秒針,、分針,、時(shí)針，如何比較它們轉(zhuǎn)動(dòng)快慢?

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇二

教學(xué)準(zhǔn)備

1. 教學(xué)目標(biāo)

1,、知識(shí)與技能

(1)認(rèn)識(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念,，理解線(xiàn)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(xiàn)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),。

2,、過(guò)程與方法

(1)運(yùn)用極限法理解線(xiàn)速度的瞬時(shí)性.掌握運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)如何去分析有關(guān)問(wèn)題;

(2)體會(huì)有了線(xiàn)速度后.為什么還要引入角速度.運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)角速度的單位。

3,、情感,、態(tài)度與價(jià)值觀

(1)通過(guò)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);

(2)體會(huì)應(yīng)用知識(shí)的樂(lè)趣.激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,。

2. 教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：線(xiàn)速度、角速度,、周期的概念及引入的過(guò)程,，掌握它們之間的聯(lián)系。

教學(xué)難點(diǎn)：理解線(xiàn)速度,、角速度的物理意義及概念引入的必要性,。

3. 教學(xué)用具

多媒體、板書(shū)

4. 標(biāo)簽

教學(xué)過(guò)程

新課導(dǎo)入建議在我們周?chē)?，與圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的事物比比皆是,，像機(jī)械鐘表的指針、齒輪,、電風(fēng)扇的葉片,、收音機(jī)的旋鈕、汽車(chē)的車(chē)輪……在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，其上的每一點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng).你即使坐著不動(dòng),，其實(shí)也在隨著地球的自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng).

地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度為每秒29.79?km，公轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間為1年,，月亮繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)速度為每秒1.02?km,，運(yùn)轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間為27.3天,，有人說(shuō)月亮比地球運(yùn)動(dòng)得快，有人說(shuō)月亮比地球運(yùn)動(dòng)得慢,，你怎樣認(rèn)為呢?

一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量

探究交流

打籃球的同學(xué)可能玩過(guò)轉(zhuǎn)籃球,，讓籃球在指尖旋轉(zhuǎn),，展示自己的球技，如圖5 4 1所示.若籃球正繞指尖所在的豎直軸旋轉(zhuǎn),，那么籃球上不同高度的各點(diǎn)的角速度相同嗎?線(xiàn)速度相同嗎?

【提示】 籃球上各點(diǎn)的角速度是相同的.但由于不同高度的各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的圓心,、半徑不同，由v=ωr可知不同高度的各點(diǎn)的線(xiàn)速度不同.

1.基本知識(shí)

(1)圓周運(yùn)動(dòng)

物體沿著圓周的運(yùn)動(dòng),，它的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓,，圓周運(yùn)動(dòng)為曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故一定是變速運(yùn)動(dòng).

(2)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量比較

2.思考判斷

(1)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,，其速度一定是變化的.(√)

(2)角速度是標(biāo)量,，它沒(méi)有方向.(×)

(3)圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度公式v=δt(δs)中的δs表示位移.(×)

二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)

探究交流

如圖所示,，若鐘表的指針都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),，秒針和分針的周期各是多少?角速度之比是多少?

【提示】 秒針的周期t秒=1?min=60?s，

分針的周期t分=1?h=3?600?s.

1.基本知識(shí)

(1)定義：線(xiàn)速度大小處處相等的圓周運(yùn)動(dòng).

(2)特點(diǎn)

①線(xiàn)速度大小不變,，方向不斷變化,，是一種變速運(yùn)動(dòng).

②角速度不變.

③轉(zhuǎn)速、周期不變.

?2.思考判斷

(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等.(√)

(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同.(×)

(3)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng).(×)

三,、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量間的關(guān)系

【問(wèn)題導(dǎo)思】

1.描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各物理量意義是否相同?

2.怎樣理解各物理量間的關(guān)系式?

3.試推導(dǎo)各物理量間的關(guān)系式.

1.意義的區(qū)別

(1)線(xiàn)速度,、角速度、周期,、轉(zhuǎn)速都能描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,，但它們描述的角度不同.線(xiàn)速度v描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，而角速度ω,、周期t,、轉(zhuǎn)速n描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢.

(2)要準(zhǔn)確全面地描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢僅用一個(gè)量是不夠的，既需要一個(gè)描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,，又需要一個(gè)描述轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量.

2.各物理量之間的關(guān)系

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教案設(shè)計(jì)

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇三

【教材分析】

本節(jié)選自人教版高中物理必修2,，第五章第4節(jié)，是建立在學(xué)習(xí)了曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)及其性質(zhì)的基礎(chǔ)之上的一種特殊的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),。同時(shí)在本節(jié)課中引入的線(xiàn)速度,、角速度、轉(zhuǎn)速和周期的概念,，這些概念的學(xué)習(xí)是本章的重點(diǎn),，也是后面幾節(jié)向心加速度,、向心力學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

本節(jié)課的概念比較多,，內(nèi)容相對(duì)其它節(jié)而言比較單調(diào),，應(yīng)通過(guò)舉一些實(shí)例引起學(xué)生注意力，啟發(fā)學(xué)生思考,、總結(jié),，認(rèn)識(shí)現(xiàn)象從而理解概念。

【學(xué)情分析】

學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)過(guò)程中已掌握了有關(guān)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí),，已經(jīng)具備了一定的知識(shí)積累和生活閱歷,，再加上在數(shù)學(xué)上對(duì)圓的認(rèn)識(shí)，學(xué)生已經(jīng)初步具備了研究圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題基本能力,，就知識(shí)本身而言,，本節(jié)課的知識(shí)對(duì)學(xué)生來(lái)講不是困難。

【教學(xué)目標(biāo)】

知識(shí)與技能

知道圓周運(yùn)動(dòng)的概念

掌握線(xiàn)速度,、角速度,、轉(zhuǎn)速和周期概念

掌握各物理量之間的關(guān)系

過(guò)程與方法

觀察現(xiàn)象總結(jié)出圓周運(yùn)動(dòng)的概念。通過(guò)合理的猜想及推導(dǎo)得出結(jié)論,。初步運(yùn)用極限的思想理解速度的瞬時(shí)性,。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的教學(xué)，使學(xué)生了解對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題可以從不同的側(cè)面進(jìn)行研究,。

通過(guò)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),。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

重點(diǎn)

線(xiàn)速度,、角速度、轉(zhuǎn)速和周期概念的理解,，及其相互關(guān)系

勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

難點(diǎn)

線(xiàn)速度,、角速度概念引入的必要性

【教學(xué)過(guò)程】

(一)新課引入

演示實(shí)驗(yàn)：用細(xì)線(xiàn)一端系住粉筆，粉筆在豎直片面內(nèi)繞細(xì)線(xiàn)另一端做圓周運(yùn)動(dòng),。并把運(yùn)動(dòng)軌跡畫(huà)在黑板上,。

總結(jié)圓周運(yùn)動(dòng)的概念：軌跡是圓的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)成為圓周運(yùn)動(dòng)。

提問(wèn)：列舉生活中圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例

老師總結(jié)：表針上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);扇葉上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),。

(二)新課講解

創(chuàng)設(shè)情境：在新課引入的演示中,，在細(xì)線(xiàn)上任取a、b兩點(diǎn)(a點(diǎn)更接近圓心)提問(wèn)a,、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的更快呢?

學(xué)生回答：b點(diǎn)比a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快,。因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)較長(zhǎng)。

a點(diǎn)和b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的一樣快,。因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間a,、b點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度一樣,。

(a點(diǎn)比b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快,。)

教師總結(jié)：前兩種答案都很有道理,，所以這兩種答案都是對(duì)的,。只是從不同的角度描述了圓周運(yùn)動(dòng),。把運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)與時(shí)間的比值定義為線(xiàn)速度，把轉(zhuǎn)過(guò)的角度與時(shí)間定義為角速度,。

線(xiàn)速度(v)

定義：物體通過(guò)的弧長(zhǎng)和所用時(shí)間的比值,。

單位：米每秒 m/s

2.物理意義：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的快慢

3.矢量性

回顧：曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中,，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,，沿曲線(xiàn)在這一點(diǎn)的切線(xiàn)方向

結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)得知，線(xiàn)速度的方向沿圓的切線(xiàn)方向,，與半徑垂直,。

因?yàn)榫€(xiàn)速度的方向時(shí)刻發(fā)生改變，所以圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),。

4.平均線(xiàn)速度與瞬時(shí)線(xiàn)速度

由定義給出的是平均線(xiàn)速度,，當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間非常非常小的時(shí)候得到的是瞬時(shí)線(xiàn)速度。

5.勻速圓周運(yùn)動(dòng)

消除前概念：討論：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度是不變的嗎?

學(xué)生：因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度的方向在不斷變化,，因此,，它是一種變速運(yùn)動(dòng)。這里的“勻速”是指線(xiàn)速度的大小不變,。

在創(chuàng)設(shè)情景中,，b點(diǎn)線(xiàn)速度大于a點(diǎn)的線(xiàn)速度，

角速度(ω)

創(chuàng)設(shè)情境：在不同的表盤(pán)上,，時(shí)針或分針的在相等時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)各不相同,，即線(xiàn)速度不相等，卻可以表示相同的時(shí)間,，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)一周所用時(shí)間相同,。

(播放皮帶傳動(dòng)視頻)當(dāng)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(guò)的弧長(zhǎng)相同,，即線(xiàn)速度大小相同,，但是兩個(gè)輪子，小輪顯然轉(zhuǎn)得快些,。

總結(jié)：僅僅用線(xiàn)速度不能全面的描述圓周運(yùn)動(dòng),。所以需要引入角度和時(shí)間的比值—角速度。

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇四

高中物理《圓周運(yùn)動(dòng)》課件

一,、教材分析

本節(jié)內(nèi)容選自人教版物理必修2第五章第4節(jié),。本節(jié)主要介紹了圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度和角速度的概念及兩者的關(guān)系;學(xué)生前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，拋體運(yùn)動(dòng)以及平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做了很好的鋪墊;而本節(jié)課作為對(duì)特殊曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步深入學(xué)習(xí),，也為以后繼續(xù)學(xué)習(xí)向心力,、向心加速度和生活中的圓周運(yùn)動(dòng)物理打下很好的基礎(chǔ)，在教材中有著承上啟下的作用;因此,，學(xué)好本節(jié)課具有重要的意義,。本節(jié)課是從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)研究勻速圓周運(yùn)動(dòng) ，圍繞著如何描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢展開(kāi),，通過(guò)探究理清各個(gè)物理量的相互關(guān)系,，并使學(xué)生能在具體的問(wèn)題中加以應(yīng)用。

（過(guò)渡句）知道了教材特點(diǎn),，我們?cè)賮?lái)了解一下學(xué)生特點(diǎn),。也就是我說(shuō)課的第二部分：學(xué)情分析。

二,、學(xué)情分析

學(xué)生雖然已經(jīng)具備了較為完備的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的知識(shí)和曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的.初步知識(shí),，并學(xué)會(huì)了用比值定義法描述勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的快慢，盡管如此,，但由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特殊性和復(fù)雜性以及學(xué)生認(rèn)知水平的差異,，本節(jié)課的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)講仍然是一個(gè)不小的臺(tái)階。

（過(guò)渡句）基于以上的教材特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn),，我制定了如下的教學(xué)目標(biāo),，力圖把傳授知識(shí)、滲透學(xué)習(xí)方法以及培養(yǎng)興趣和能力有機(jī)的融合在一起,，達(dá)到最好的教學(xué)效果,。

三、教學(xué)目標(biāo)

【知識(shí)與技能】

知道描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的兩個(gè)物理量——線(xiàn)速度,、角速度,，會(huì)推導(dǎo)二者之間的關(guān)系。

【過(guò)程與方法】

通過(guò)對(duì)傳動(dòng)模型的應(yīng)用,，對(duì)線(xiàn)速度,、角速度之間的關(guān)系有更加深入的了解，提高分析能力和抽象思維能力,。

【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

在思考中體會(huì)物理學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系,，提高分析歸納能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣,。

（過(guò)渡句）基于這樣的教學(xué)目標(biāo),，要上好一堂課，還要明確分析教學(xué)的重難點(diǎn),。

四,、教學(xué)重難點(diǎn)

【重點(diǎn)】

線(xiàn)速度、角速度的概念。

【難點(diǎn)】

1.二者關(guān)系的推導(dǎo)過(guò)程;

2. 對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解,。

（過(guò)渡句）說(shuō)完了教學(xué)重難點(diǎn),，下面我將著重談?wù)劚咎谜n的教學(xué)過(guò)程。

五,、教學(xué)過(guò)程

首先是導(dǎo)入環(huán)節(jié)：

在這個(gè)環(huán)節(jié)中,，我將展示生活中的一些運(yùn)動(dòng)，如摩天輪,、脫水桶等,，引導(dǎo)學(xué)生找相似點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)軌跡是一些圓，從而引出,，這種軌跡為圓周的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)——引出課題,。

接下來(lái)，我會(huì)順勢(shì)讓學(xué)生再例舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng),，然后提出問(wèn)題,，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)我們用單位時(shí)間內(nèi)的位移來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢，那么對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)又如何描述它們的運(yùn)動(dòng)快慢呢,？

【意圖：這個(gè)問(wèn)題我采用類(lèi)比的方式去提問(wèn),，一方面讓學(xué)生回顧前面學(xué)過(guò)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),，另一方面讓學(xué)生帶著問(wèn)題去思考二者的不同,，有效的啟發(fā)了學(xué)生的思維，很順利的過(guò)渡到了接下來(lái)要講的線(xiàn)速度和角速度,?！?/p>

學(xué)習(xí)線(xiàn)速度的概念時(shí)，我會(huì)用flash配合實(shí)物電風(fēng)扇的頁(yè)片,，讓學(xué)生觀察當(dāng)用手緩慢撥動(dòng)頁(yè)片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，頁(yè)片上分別標(biāo)記的紅、藍(lán)兩種與圓心距離不等的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,，哪個(gè)快那個(gè)慢,。學(xué)生可以討論發(fā)現(xiàn)相同的時(shí)間里，通過(guò)的弧長(zhǎng)長(zhǎng)的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,。于是我們就可以用二者的比值來(lái)表示線(xiàn)速度的大小,，而且我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)間t足夠小的時(shí)候,，所對(duì)于的弧長(zhǎng)也非常短,，接近于圓弧上的一個(gè)點(diǎn)，因此線(xiàn)速度是瞬時(shí)速度,，它的方向也就是在圓周各點(diǎn)的切線(xiàn)方向,。另外還需讓學(xué)生討論交流“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中“勻速”的含義。【意圖：這是本堂課的一個(gè)難點(diǎn),，學(xué)生很容于將這里的勻速理解為速度不變,。所以在這里我會(huì)再次強(qiáng)調(diào)速度的矢量性，它既有大小也有方向,，這里的“勻速”其實(shí)是指“勻速率”,，線(xiàn)速度大小不變，但是線(xiàn)速度的方向在時(shí)刻改變,?！?/p>

接下來(lái)在學(xué)習(xí)角速度的概念時(shí)，應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明這個(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(guò)一段弧長(zhǎng)都與轉(zhuǎn)過(guò)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(guò)的圓心角與時(shí)間比值來(lái)描述,，由此引入角速度的概念,。但是在講述角速度的概念時(shí)，不需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性,。因?yàn)檫@個(gè)會(huì)在大學(xué)學(xué)習(xí)剛體力學(xué)的時(shí)候才學(xué),，需要用右手螺旋定則確定。

明確了兩個(gè)概念之后,，本堂課的一大重點(diǎn)就解決了,，而依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程和實(shí)際操作中暴露出的問(wèn)題,，如何去推導(dǎo)線(xiàn)速度,、角速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系又是本堂課的又一難點(diǎn)。在這里我將帶領(lǐng)學(xué)生去回顧數(shù)學(xué)中的表達(dá)式,，然后讓學(xué)生自己動(dòng)手推導(dǎo),。

接下來(lái)在鞏固提升環(huán)節(jié)，我將讓學(xué)生觀察自行車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖中的大齒輪,、小齒輪,、后輪三個(gè)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)，分析a,、b,、c三個(gè)點(diǎn)線(xiàn)速度、角速度的關(guān)系,?！疽鈭D：這是高中階段比較典型額皮帶傳動(dòng)問(wèn)題，關(guān)鍵是要讓學(xué)生明確兩種情況下v和ω的關(guān)系：同軸,、共線(xiàn),，在此基礎(chǔ)上可以再提升難度：當(dāng)三個(gè)輪子一起轉(zhuǎn)的時(shí)候，又如何比較快慢，這樣問(wèn)題的設(shè)置層層深入,，有梯度性,，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律】

最后是小結(jié)作業(yè)環(huán)節(jié)，我將提出如下問(wèn)題：除了線(xiàn)速度,、角速度,，還有一些可以用來(lái)描述快慢的物理量，如周期t,、頻率f,，他們之間的關(guān)系又如何？可以讓學(xué)生自己嘗試推導(dǎo)這些物理量之間的關(guān)系,。

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇五

1.圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的運(yùn)動(dòng),。

2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的軌跡是圓周，在相等的時(shí)間內(nèi),，通過(guò)的弧長(zhǎng)相等,，質(zhì)點(diǎn)所作的運(yùn)動(dòng)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。

3.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量

(1)周期(t)：質(zhì)點(diǎn)完成一次圓周運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為周期,。

頻率(f)：1s鐘完成圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù),。f=(2)線(xiàn)速度(v)：線(xiàn)速度就是瞬間速度。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),，其線(xiàn)速度的大小不變,，方向卻時(shí)刻改變，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng),。

由瞬時(shí)速度的定義式v=,當(dāng)δt趨近于0時(shí),，δs與所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)(δl)基本重合,，所以v=,，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，由于相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等,，那么很小一段的弧長(zhǎng)與通過(guò)這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間的比值是相等的,，所以，其線(xiàn)速度大小v=(其中r是運(yùn)動(dòng)物體的軌道半徑,，t為周期)

(3)角速度(ω)：作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)與圓心的連線(xiàn)所掃過(guò)的角度與所用時(shí)間的比值,。ω==，由此式可知?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng),。

4.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(非勻速圓周運(yùn)動(dòng))

(1)輕繩的一端固定,，另一端連著一個(gè)小球(活小物塊)，小球在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),，或者是一個(gè)豎直的圓形軌跡,，一個(gè)小球(或小物塊)在其內(nèi)壁上作豎直面的圓周運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)論如下：

①小球若在圓周上,，且速度為零,，只能是在水平直徑兩個(gè)端點(diǎn)以下部分的各點(diǎn)，小球要到達(dá)豎直圓周水平直徑以上各點(diǎn),，則其速度至少要滿(mǎn)足重力指向圓心的分量提供向心力

②小球在豎直圓周的最低點(diǎn)沿圓周向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,，速度不斷減小(重力沿運(yùn)動(dòng)方向的分量與速度方向是相反的，使小球的速度減小),，而小球要到達(dá)最高點(diǎn),，則必須在最低點(diǎn)具有足夠大的速度才能到達(dá)最高點(diǎn)，否則小球就會(huì)在圓周上的某一點(diǎn)(這一點(diǎn)一定在水平直徑以上)繩子的拉力為零時(shí),，小球就脫離圓周軌道,。

(2)物體在桿或圓管的環(huán)形軌道上作豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，雖然物體從最低點(diǎn)沿圓周向最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,，速度越來(lái)越小,，由于物體可以受到桿的拉力和壓力(或圓管對(duì)它的向內(nèi)或向外的作用力)，所以,，物體在圓周上的任意一點(diǎn)的速度均可為零,。

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圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：軌跡是圓，角速度,，周期,，線(xiàn)速度的大小(注：因?yàn)榫€(xiàn)速度是矢量，“線(xiàn)速度”大小是不變的,，而方向時(shí)時(shí)在變化)和向心加速度的大小不變,，且向心加速度方向總是指向圓心。

線(xiàn)速度定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)δl與所用的時(shí)間δt的比值叫做線(xiàn)速度,，或者角速度與半徑的乘積,。

線(xiàn)速度的物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，是矢量,。

角速度的定義:半徑轉(zhuǎn)過(guò)的弧度(弧度制：360°=2π)與所用時(shí)間t的比值,。(勻速圓周運(yùn)動(dòng)中角速度恒定)

周期的定義：作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間,。

轉(zhuǎn)速的定義：作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,，單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。

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高中物理學(xué)習(xí)方法有哪些

一,、課堂上認(rèn)真聽(tīng)課,。學(xué)生一天中基本上都是在課堂上度過(guò)，如果課堂都無(wú)法做到認(rèn)真聽(tīng)講,，這就相當(dāng)于蓋房子連磚都沒(méi)有一樣,。對(duì)于高中物理的學(xué)習(xí),，最重要的是要聚精會(huì)神聽(tīng)課，全神貫注,，不要開(kāi)小差,。課堂中學(xué)習(xí)的內(nèi)容也都是物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，只有認(rèn)真聽(tīng)課,，才能打好基礎(chǔ),。

二、做好課前預(yù)習(xí),。 我們都知道笨鳥(niǎo)先飛的道理,，由于我們基礎(chǔ)差，物理學(xué)習(xí)一定要走在別人前頭,，建議基礎(chǔ)差的同學(xué)課前一定要預(yù)習(xí),，這樣與之相關(guān)的舊知識(shí)可以復(fù)習(xí)一下，新知識(shí)如果不懂可以標(biāo)記出來(lái)課堂重點(diǎn)去聽(tīng),，這樣可以帶著問(wèn)題去聽(tīng)課,，由于已經(jīng)自學(xué)過(guò)一遍，聽(tīng)課的時(shí)候更容易跟上老師講課的進(jìn)度,，不會(huì)出現(xiàn)聽(tīng)不懂而失去信心不愿意聽(tīng)的現(xiàn)象,。

三、課本先吃透,，掌握基本知識(shí)點(diǎn)和定理,。不少同學(xué)學(xué)習(xí)物理普遍存在課本都沒(méi)掌握，甚至最基礎(chǔ)的公式,、定理都沒(méi)記住,，談何靈活應(yīng)用。同時(shí)課本上的物理知識(shí)不建議死記硬背,，一定要理解記憶,，特別是定理，要深入理解它的內(nèi)涵,、外延,、推導(dǎo),、應(yīng)用范圍等,，總結(jié)出各種知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，在頭腦中形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),。

四,、重視物理錯(cuò)題。對(duì)于每天出現(xiàn)的錯(cuò)題,，課上老師重點(diǎn)講解的錯(cuò)題及總結(jié)的錯(cuò)題,，要及時(shí)的進(jìn)行深入研究,、并及時(shí)歸類(lèi)、總結(jié),，做到同樣的錯(cuò)誤不一錯(cuò)再錯(cuò),。

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高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇六

1.圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的運(yùn)動(dòng)。

2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的軌跡是圓周,，在相等的時(shí)間內(nèi),，通過(guò)的弧長(zhǎng)相等，質(zhì)點(diǎn)所作的運(yùn)動(dòng)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng),。

3.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量

(1)周期(t)：質(zhì)點(diǎn)完成一次圓周運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為周期,。

頻率(f)：1s鐘完成圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。f=

(2)線(xiàn)速度(v)：線(xiàn)速度就是瞬間速度,。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),，其線(xiàn)速度的大小不變，方向卻時(shí)刻改變,，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng),。

由瞬時(shí)速度的定義式v=,當(dāng)δt趨近于0時(shí)，δs與所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)(δl)基本重合,，所以v=,，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，由于相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等,，那么很小一段的弧長(zhǎng)與通過(guò)這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間的比值是相等的,，所以，其線(xiàn)速度大小v=(其中r是運(yùn)動(dòng)物體的軌道半徑,，t為周期)

(3)角速度(ω)：作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)與圓心的連線(xiàn)所掃過(guò)的角度與所用時(shí)間的比值,。ω==，由此式可知?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng),。

4.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(非勻速圓周運(yùn)動(dòng))

(1)輕繩的一端固定,，另一端連著一個(gè)小球(活小物塊)，小球在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),，或者是一個(gè)豎直的圓形軌跡,，一個(gè)小球(或小物塊)在其內(nèi)壁上作豎直面的圓周運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)行計(jì)算分析,，結(jié)論如下：

①小球若在圓周上,，且速度為零，只能是在水平直徑兩個(gè)端點(diǎn)以下部分的各點(diǎn),，小球要到達(dá)豎直圓周水平直徑以上各點(diǎn),，則其速度至少要滿(mǎn)足重力指向圓心的分量提供向心力

②小球在豎直圓周的最低點(diǎn)沿圓周向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度不斷減小(重力沿運(yùn)動(dòng)方向的分量與速度方向是相反的,，使小球的速度減小),，而小球要到達(dá)最高點(diǎn),，則必須在最低點(diǎn)具有足夠大的速度才能到達(dá)最高點(diǎn)，否則小球就會(huì)在圓周上的某一點(diǎn)(這一點(diǎn)一定在水平直徑以上)繩子的拉力為零時(shí),，小球就脫離圓周軌道,。

(2)物體在桿或圓管的環(huán)形軌道上作豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，雖然物體從最低點(diǎn)沿圓周向最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,，速度越來(lái)越小,，由于物體可以受到桿的拉力和壓力(或圓管對(duì)它的向內(nèi)或向外的作用力)，所以,，物體在圓周上的任意一點(diǎn)的速度均可為零,。

(3)物體在豎直的圓周的外壁運(yùn)動(dòng)，此種運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是要區(qū)別做圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的條件,，它們的臨界狀態(tài)是物體的重力沿半徑的分量提供向心力,，此時(shí)，軌道對(duì)物體沒(méi)有作用力,，但物體又在軌道上,，該點(diǎn)是物體在圓周上的臨界點(diǎn)。若物體在最高點(diǎn)時(shí),，mg=,v0=,當(dāng)v≥v0,，物體在最高點(diǎn)處將作平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)v

擴(kuò)展

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),，只要求討論分析最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況,，由于最高點(diǎn)的相信加速度豎直向下，質(zhì)點(diǎn)總是處于失重狀態(tài);最低點(diǎn)的向心加速度豎直向上,，質(zhì)點(diǎn)總是處于超重狀態(tài),，從這個(gè)角度來(lái)理解豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況比較直觀。

質(zhì)點(diǎn)在圓軌道外圓時(shí),，最高點(diǎn)處是作平拋運(yùn)動(dòng)還是圓周運(yùn)動(dòng),，質(zhì)點(diǎn)與軌道之間的作用力為零對(duì)應(yīng)的速度是臨界速度，這個(gè)臨界速度就是在圓周上的向心加速度等于重力加速度,，質(zhì)點(diǎn)的速度小于這個(gè)速度,，受軌道的支持力，大于這個(gè)速度,，質(zhì)點(diǎn)作平拋運(yùn)動(dòng),。

生活中的圓周運(yùn)動(dòng)舉例

詳見(jiàn)第五小節(jié)——生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇七

圓周運(yùn)動(dòng)

一、考綱要求

1.掌握描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及它們之間的關(guān)系

2.理解向心力公式并能應(yīng)用;了解物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件.

二,、知識(shí)梳理

1.描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量

(1)線(xiàn)速度：描述物體圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.

v= = .

(2)角速度：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量.

ω= = .

(3)周期和頻率：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量.

t= ,，t= .

(4)向心加速度：描述速度方向變化快慢的物理量.

an=rω2= =ωv= r.

2.向心力

(1)作用效果：產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向,，不改變速度的大小.

(2)大?。篺=m =mω2r=m =mωv=4π2mf2r

(3)方向：總是沿半徑方向指向圓心，時(shí)刻在改變,，即向心力是一個(gè)變力.

(4)來(lái)源：向心力可以由一個(gè)力提供,，也可以由幾個(gè)力的合力提供，還可以由一個(gè)力的分力提供.

3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)與非勻速圓周運(yùn)動(dòng)

(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)

①定義：線(xiàn)速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng) .

②性質(zhì)：向心加速度大小不變,，方向總是指向圓心的變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

③質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件

合力大小不變,，方向始終與速度方向垂直且指向圓心.

(2)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)

①定義：線(xiàn)速度大小、方向均發(fā)生變化的圓周運(yùn)動(dòng).

②合力的作用

a.合力沿速度方向的分量ft產(chǎn)生切向加速度,，ft=mat,，它只改變速度的方向.

b.合力沿半徑方向的分量fn產(chǎn)生向心加速度，fn=man,，它只改變速度的大小.

4.離心運(yùn)動(dòng)

(1)本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,，由于本身的慣性，總有沿著圓周切

線(xiàn)方向飛出去的傾向.

(2)受力特點(diǎn)(如圖所示)

①當(dāng)f=mrω2時(shí),，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng);

②當(dāng)f=0時(shí),，物體沿切線(xiàn)方向飛出;

③當(dāng)f

為實(shí)際提供的向心力.

④當(dāng)f>mrω2時(shí)，物體逐漸向圓心靠近,，做向心運(yùn)動(dòng).

三,、要點(diǎn)精析

1.圓周運(yùn)動(dòng)各物理量間的關(guān)系

2.對(duì)公式v=ωr和a= =ω2r的理解

(1)由v=ωr知，r一定時(shí),，v與ω成正比;ω一定時(shí),，v與r成正比;v一定時(shí)，ω與r成反比.

(2)由a= =ω2r知,，在v一定時(shí),，a與r成反比;在ω一定時(shí)，a與r成正比.

3.常見(jiàn)的三種傳動(dòng)方式及特點(diǎn)

(1)皮帶傳動(dòng)：如圖甲,、乙所示,，皮帶與兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，兩輪邊緣線(xiàn)速度大小相等,，即va=vb.

(2)摩擦傳動(dòng)：如圖甲所示,，兩輪邊緣接觸，接觸點(diǎn)無(wú)打滑現(xiàn)象時(shí),，兩輪邊緣線(xiàn)速度大小相等,，即va=vb.

(3)同軸傳動(dòng)：如圖乙所示，兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),，兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等,，即ωa=ωb.

4.向心力的來(lái)源

向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力,、彈力,、摩擦力等各種力,，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力.

5.向心力的確定

(1)先確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面,，確定圓心的位置.

(2)再分析物體的受力情況,，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力.

6.圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題

臨界問(wèn)題廣泛地存在于中學(xué)物理中，解答臨界問(wèn)題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷臨界狀態(tài),，再選擇相應(yīng)的規(guī)律靈活求解,，其解題步驟為：

(1)判斷臨界狀態(tài)：有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過(guò)程存在著臨界點(diǎn);若題目中有“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞語(yǔ),，表明題述的過(guò)程存在著“起止點(diǎn)”,，而這些起止點(diǎn)往往就是臨界狀態(tài);若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過(guò)程存在著極值,，這個(gè)極值點(diǎn)也往往是臨界狀態(tài).

(2)確定臨界條件：判斷題述的過(guò)程存在臨界狀態(tài)之后,，要通過(guò)分析弄清臨界狀態(tài)出現(xiàn)的條件，并以數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來(lái).

(3)選擇物理規(guī)律：當(dāng)確定了物體運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)和臨界條件后,，對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程或現(xiàn)象,，要分別選擇相對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律，然后再列方程求解.

7.豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的“輕繩,、輕桿”

[模型概述]

在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,，運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類(lèi).一是無(wú)支撐(如球與繩連接，沿內(nèi)軌道的“過(guò)山車(chē)”等),，稱(chēng)為“輕繩模型”;二是有支撐(如球與桿連接,，小球在彎管內(nèi)運(yùn)動(dòng)等)，稱(chēng)為“輕桿模型”.

[模型條件]

(1)物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng).

(2)“輕繩模型”在軌道最高點(diǎn)無(wú)支撐,，“輕桿模型”在軌道最高點(diǎn)有支撐.

[模型特點(diǎn)]

該類(lèi)問(wèn)題常有臨界問(wèn)題,，并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語(yǔ)，現(xiàn)對(duì)兩種模型分析比較如下：

? 繩模型 桿模型 常見(jiàn)類(lèi)型 均是沒(méi)有支撐的小球 均是有支撐的小球 過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件 由mg=m 得v臨= 由小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)得v臨=0 討論分析 (1)過(guò)最高點(diǎn)時(shí),，v≥ ,，fn+mg=m ，繩,、圓軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力fn(2)不能過(guò)最高點(diǎn)時(shí),，v< ，在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道 (1)當(dāng)v=0時(shí),，fn=mg,，fn為支持力，沿半徑背離圓心(2)當(dāng)0 時(shí),，fn+mg=m ,，fn指向圓心并隨v的增大而增大

四、典型例題

1.質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的a和c點(diǎn),，繩長(zhǎng)分別為la,、lb，如圖所示,，當(dāng)輕桿繞軸bc以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),，繩a在豎直方向,，繩b在水平方向，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),，繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng),，則(? )

a.小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) b.在繩b被燒斷瞬間，繩a中張力突然增大 c.若角速度ω較小,，小球在垂直于平面abc的豎直平面內(nèi)擺動(dòng) d.繩b未被燒斷時(shí),，繩a的拉力大于mg，繩b的拉力為mω2lb 【答案】bc

【解析】根據(jù)題意,，在繩b被燒斷之前,，小球繞bc軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向上受力平衡,，繩a的拉力等于mg,，d錯(cuò)誤;繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)小球具有垂直平面abc向外的速度,，小球?qū)⒃诖怪庇谄矫鎍bc的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),，若ω較大，則在該平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),，若ω較小,，則在該平面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，c正確,，a錯(cuò)誤;繩b被燒斷瞬間,，繩a的拉力與重力的合力提供向心力，所以拉力大于小球的重力,，繩a中的張力突然變大了,，b正確.

2.下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是(? )

a.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小保持不變,，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有加速度 b.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，雖然速度大小不變,，但方向時(shí)刻都在改變,，所以必有加速度 c.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度的大小保持不變，所以是勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) d.勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度的方向時(shí)刻都在改變,，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 【答案】bd

【解析】速度和加速度都是矢量,，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，雖然速度大小不變,，但方向時(shí)刻在改變,，速度時(shí)刻發(fā)生變化，必然具有加速度.加速度大小雖然不變,，但方向時(shí)刻在改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng).故本題選b,、d.

3.雨天野外騎車(chē)時(shí),，在自行車(chē)的后輪輪胎上常會(huì)粘附一些泥巴，行駛時(shí)感覺(jué)很“沉重”.如果將自行車(chē)后輪撐起,，使后輪離開(kāi)地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板,，使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng),，泥巴就被甩下來(lái).如圖所示，圖中a,、b,、c,、d為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)特殊位置,，則(? )

a.泥巴在圖中a、c位置的向心加速度大于b,、d位置的向心加速度 b.泥巴在圖中的b,、d位置時(shí)最容易被甩下來(lái) c.泥巴在圖中的c位置時(shí)最容易被甩下來(lái) d.泥巴在圖中的a位置時(shí)最容易被甩下來(lái) 【答案】c

【解析】當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由a=rω2知a,、b,、c、d四個(gè)位置的向心加速度大小相等,，a錯(cuò)誤.在角速度ω相同的情況下,，泥巴在a點(diǎn)有fa+mg=mω2r，在b,、d兩點(diǎn)有fb=fd=mω2r,，在c點(diǎn)有fc-mg=mω2r.所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大,，最容易被甩下來(lái)，故b,、d錯(cuò)誤,，c正確.

4.如圖所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中,，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面,，目測(cè)體重為g的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g,，估算該女運(yùn)動(dòng)員(? )

a.受到的拉力為 g b.受到的拉力為2g c.向心加速度為 g d.向心加速度為2g 【答案】b

【解析】對(duì)女運(yùn)動(dòng)員受力分析,，由牛頓第二定律得，水平方向ftcos 30°=ma,，豎直方向ftsin 30°-g=0,，解得ft=2g,，a= g,，a、c,、d錯(cuò)誤,，b正確.

5.如圖所示，光滑水平面上,，小球m在拉力f作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若小球運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí),，拉力f發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法正確的是(? )

a.若拉力突然消失,，小球?qū)⒀剀壍纏a做離心運(yùn)動(dòng) b.若拉力突然變小,，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動(dòng) c.若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運(yùn)動(dòng) d.若拉力突然變小,，小球?qū)⒀剀壽Epc運(yùn)動(dòng) 【答案】a

【解析】在水平面上,，細(xì)繩的拉力提供m所需的向心力，當(dāng)拉力消失,，物體受力合為零,，將沿切線(xiàn)方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故a正確.當(dāng)拉力減小時(shí),，將沿pb軌道做離心運(yùn)動(dòng),，故bd錯(cuò)誤當(dāng)拉力增大時(shí)，將沿pc軌道做近心運(yùn)動(dòng),，故c錯(cuò)誤.故選：a.

6.(多選)如圖(a)所示,，小球的初速度為v0，沿光滑斜面上滑,，能上滑的最大高度為h.在圖(b)中,，四個(gè)小球的初速度均為v0，在a中，小球沿一光滑軌道內(nèi)側(cè)向上運(yùn)動(dòng),，軌道半徑大于h;在b中，小球沿一光滑軌道內(nèi)側(cè)向上運(yùn)動(dòng),，軌道半徑小于h;在c中,，小球沿一光滑軌道內(nèi)側(cè)向上運(yùn)動(dòng),，軌道直徑等于h;在d中，小球固定在輕桿的下端,，輕桿的長(zhǎng)度為h的一半,，小球隨輕桿繞o點(diǎn)向上轉(zhuǎn)動(dòng).則小球上升的高度能達(dá)到h的有 (? )

【答案】ad

【解析】a中，ra>h,，小球在軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),，當(dāng)v=0時(shí),，上升高度h

7.如圖所示,，長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球.給小球一個(gè)合適的初速度,，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ.下列說(shuō)法中正確的是 (? )

a.小球受重力,、繩的拉力和向心力作用 b.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為l c.θ越大,，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大 d.θ越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大 【答案】c

【解析】小球只受重力和繩的拉力作用,，合力大小為f=mgtan θ,，半徑為r=lsin θ，a,、b錯(cuò)誤;小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由重力和繩的拉力的合力提供的,，則mgtan θ=m ，得到v=sin θ ,，θ越大,，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大,，c正確;周期t= =2π ，θ越大,，小球運(yùn)動(dòng)的周期越小,，d錯(cuò)誤.

8.如圖所示，足夠長(zhǎng)的斜面上有a,、b,、c、d,、e五個(gè)點(diǎn),，ab=bc=cd=de，從a點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球,，初速度為v時(shí),，小球落在斜面上的b點(diǎn)，落在斜面上時(shí)的速度方向與斜面夾角為θ;不計(jì)空氣阻力,，初速度為2v時(shí)(? )

a.小球可能落在斜面上的c點(diǎn)與d點(diǎn)之間 b.小球一定落在斜面上的e點(diǎn) c.小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角大于θ d.小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為θ 【答案】bd

【解析】設(shè)ab=bc=cd=de=l0,，斜面傾角為α，初速度為v時(shí),，小球落在斜面上的b點(diǎn),，則有l(wèi)0cos α=vt1，l0sin α= .初速度為2v時(shí),，則有l(wèi)cos α=2vt2，lsin α= ,，聯(lián)立解得l=4l0,，即小球一定落在斜面上的e點(diǎn)，選項(xiàng)b正確,，a錯(cuò)誤;由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,，小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為θ，選項(xiàng)c錯(cuò)誤,，d正確.

9.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力f需由物體運(yùn)動(dòng)情況決定,，合力提供的向心力f供由物體受力情況決定.若某時(shí)刻f需=f供，則物體能做圓周運(yùn)動(dòng);若f需>f供,，物體將做離心運(yùn)動(dòng);若f需

(1)為保證小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),，在a點(diǎn)至少應(yīng)施加給小球多大的水平速度?

(2)在小球以速度v1=4 m/s水平拋出的瞬間，繩中的張力為多少?

(3)在小球以速度v2=1 m/s水平拋出的瞬間,，繩中若有張力,，求其大小;若無(wú)張力，試求繩子再次伸直時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間.

【答案】(1) ?m/s (2)3 n (3)無(wú)張力,，0.6 s

【解析】(1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件為重力剛好提供最高點(diǎn)時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,，即mg=m= ,，解得v0= = m/s.

(2)因?yàn)関1>v0，故繩中有張力.根據(jù)牛頓第二定律有ft+mg=m ,，代入數(shù)據(jù)得繩中張力ft=3 n.

(3)因?yàn)関2

10.在高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上,，汽車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)速是108 km/h.汽車(chē)在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車(chē)重的0.6倍.

(1)如果汽車(chē)在這種高速公路的水平彎道上拐彎,，假設(shè)彎道的路面是水平的,，其彎道的最小半徑是多少?

(2)如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱形立交橋，要使汽車(chē)能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過(guò)圓弧拱橋,，這個(gè)圓弧拱形立交橋的半徑至少是多少?(取g=10 m/s2)

【答案】(1)150 m (2)90 m

【解析】(1)汽車(chē)在水平路面上拐彎,，可視為汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由車(chē)與路面間的靜摩擦力提供,，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí),，由向心力公式可知這時(shí)的半徑最小，有fmax=0.6mg=m ,，由速度v=108 km/h=30 m/s得,，彎道半徑rmin=150 m.

(2)汽車(chē)過(guò)圓弧拱橋，可看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),，根據(jù)向心力公式有mg-fn=m .為了保證安全通過(guò)，車(chē)與路面間的彈力fn必須大于等于零,，有mg≥m ,，則r≥90 m.

11.游樂(lè)園的小型“摩天輪”上對(duì)稱(chēng)地分布著8個(gè)吊籃，每個(gè)吊籃內(nèi)站著一個(gè)質(zhì)量為m的同學(xué),，如圖所示,，“摩天輪”在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若某時(shí)刻轉(zhuǎn)到頂點(diǎn)a上的甲同學(xué)讓一小重物做自由落體運(yùn)動(dòng),，并立即通知下面的同學(xué)接住,，結(jié)果重物開(kāi)始下落時(shí)正處在c處的乙同學(xué)恰好在第一次到達(dá)最低點(diǎn)b處時(shí)接到重物，已知“摩天輪”半徑為r,，重力加速度為g,，不計(jì)空氣阻力.求：

(1)接住重物前，重物自由下落的時(shí)間t.

(2)人和吊籃隨“摩天輪”運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小v.

(3)乙同學(xué)在最低點(diǎn)處對(duì)吊籃的壓力fn.

【答案】(1)2

(2)

(3)(1+ )mg;豎直向下

【解析】(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：2r= gt2,，t=2 .

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇八

一,、教材分析

《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》為高中物理必修2第五章第4節(jié).它是學(xué)生在充分掌握了曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理方法后，接觸到的又一個(gè)美麗的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),，本節(jié)內(nèi)容作為該章節(jié)的重要部分,，主要要向?qū)W生介紹描述圓周運(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),。

人教版教材有一個(gè)的特點(diǎn)就是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),，讓學(xué)生得出感性認(rèn)識(shí),，再通過(guò)理論分析總結(jié)出規(guī)律，從而形成理性認(rèn)識(shí),。

教科書(shū)在列舉了生活中了一些圓周運(yùn)動(dòng)情景后,，通過(guò)觀察自行車(chē)大齒輪、小齒輪,、后輪的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng),，提出了描述圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的問(wèn)題。

二,、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能

①知道什么是圓周運(yùn)動(dòng),、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。理解線(xiàn)速度的概念;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(xiàn)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)。

④能夠用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式分析和解決具體情景中的問(wèn)題,。

2.過(guò)程與方法

①運(yùn)用極限思維理解線(xiàn)速度的瞬時(shí)性和矢量性.掌握運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)去分析有關(guān)問(wèn)題,。

②體會(huì)有了線(xiàn)速度后，為什么還要引入角速度.運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)角速度的單位,。

3.情感,、態(tài)度與價(jià)值觀

①通過(guò)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),。

②體會(huì)應(yīng)用知識(shí)的樂(lè)趣，感受物理就在身邊,，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

③進(jìn)行愛(ài)的教育,。在與學(xué)生的交流中,，表達(dá)關(guān)愛(ài)和賞識(shí)，如微笑著對(duì)學(xué)生說(shuō)“非常好!”“你們真棒!”“分析得對(duì)!”讓學(xué)生得到肯定和鼓勵(lì),，心情愉快地學(xué)習(xí),。

三、教學(xué)重點(diǎn),、難點(diǎn)

1.重點(diǎn)

①理解線(xiàn)速度,、角速度、周期的概念及引入的過(guò)程;

②掌握它們之間的聯(lián)系,。

2.難點(diǎn)

①理解線(xiàn)速度,、角速度的物理意義及概念引入的必要性;

②理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),。

四、學(xué)情分析

學(xué)生已有的知識(shí)：

1.瞬時(shí)速度的概念

2.初步的極限思想

3.思考,、討論的習(xí)慣

4.數(shù)學(xué)課中對(duì)角度大小的表示方法

五,、教學(xué)方法與手段

演示實(shí)驗(yàn)、展示圖片,、觀看視頻,、動(dòng)畫(huà);

討論、講授,、推理,、概括

師生互動(dòng)，生生互動(dòng),，

六,、教學(xué)設(shè)計(jì)

(一)導(dǎo)入新課(認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng))

●通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、展示圖片,、觀看視頻,、動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),，

演示小球在水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)

展示自行車(chē),、鐘表、電風(fēng)扇等圖片

觀看地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)

觀看花樣滑冰視頻

提出問(wèn)題：它們的運(yùn)動(dòng)有什么共同點(diǎn)?答：它們的軌跡是一個(gè)圓.

師：對(duì),，這就是我們今天要研究的圓周運(yùn)動(dòng)

觀看動(dòng)畫(huà),，思考問(wèn)題：這兩個(gè)球勻速圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同?答：快慢不同

提出問(wèn)題：如何描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢?

學(xué)生動(dòng)手，分組實(shí)踐,，觀察自行車(chē)的傳動(dòng)裝置,，思考與討論：

自行車(chē)的大齒輪，小齒輪,，后輪中的質(zhì)點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng),。

比較哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些?說(shuō)說(shuō)你比較的理由。

討論后,，展示自行車(chē)傳動(dòng)裝置圖片(或視頻),，進(jìn)一步提問(wèn)：如何比較物體圓周運(yùn)動(dòng)快慢?師生共同分析，小結(jié)可能的比較方法：

方案1：比較物體在一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)短

方案2：比較物體在一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小

方案3：比較物體轉(zhuǎn)過(guò)一圈所用時(shí)間的多少

方案4：比較物體在一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)

注意：在與學(xué)生交流時(shí)表達(dá)鼓勵(lì)和賞識(shí)：如“非常好!”,、“你(們)真棒!”,、“說(shuō)得對(duì)!”等。

(二)新課教學(xué)

描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量

線(xiàn)速度

學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容,，思考并討論以下問(wèn)題：

1.線(xiàn)速度是怎么定義的?單位是什么?

2.線(xiàn)速度的方向怎樣?請(qǐng)說(shuō)出圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向是怎么確定的,。

3.物體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度有什么特點(diǎn)?

4.為什么說(shuō)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)?這里的“勻速”是指什么不變?

生生互動(dòng)，師生互動(dòng)后,，概括如下：點(diǎn)擊幻燈片,，全方位學(xué)習(xí)小結(jié)線(xiàn)速度的概念;并通過(guò)砂輪切割的視頻,，讓學(xué)生感受圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向。如下：

線(xiàn)速度：

定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng) δl 和所用時(shí)間 δt 的比值叫做線(xiàn)速度,。

大?。簐=δl/δt (分析：當(dāng)δt很小時(shí)，v即圓周各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,。)

單位：m/s 方向：沿圓周上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向(看砂輪工作視頻),。

物理意義：描述通過(guò)弧長(zhǎng)的快慢。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),，并且線(xiàn)速度的大小處處相等,，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

看動(dòng)畫(huà),，學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),，并且線(xiàn)速度的大小處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng),。(請(qǐng)學(xué)生再舉幾個(gè)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例)

關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題討論：

1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度是不變的嗎?此處的“勻速”是指速度不變嗎?

2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎?

注意：在與學(xué)生交流時(shí)表達(dá)鼓勵(lì)和賞識(shí)：如“很好!”“你(們)真了不起!”等,。

討論后，小結(jié)如下：

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)!(線(xiàn)速度的方向時(shí)刻改變)

“勻速”指速率不變

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線(xiàn)速度大小不變的運(yùn)動(dòng)!

角速度

看圖片,，回答問(wèn)題：(轉(zhuǎn)向角速度學(xué)習(xí))

觀察自行車(chē)的傳動(dòng)裝置,，分析p點(diǎn)和n點(diǎn)，m點(diǎn)和n點(diǎn)哪點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些?哪點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)得更快些?請(qǐng)同學(xué)們討論一下!

通過(guò)討論,，同學(xué)們發(fā)現(xiàn),，原來(lái)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快與轉(zhuǎn)動(dòng)得快不是一回事!有必要引入一個(gè)表示轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量──角速度(轉(zhuǎn)入角速度學(xué)習(xí))

注意：在與學(xué)生交流時(shí)表達(dá)鼓勵(lì)和賞識(shí)：如“分析得好!”“不錯(cuò)!”等,。

下面我們研究描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量──角速度

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇九

生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

實(shí)例分析一

火車(chē)是目前長(zhǎng)距離運(yùn)輸中重要的交通工具,，近年來(lái)建設(shè)鐵路新干線(xiàn)較多，鐵軌是比較平直的,，在轉(zhuǎn)彎處,，火車(chē)只有依靠與它接觸的鐵軌提供向心力。工字形鐵軌固定在水泥基礎(chǔ)上,，火車(chē)的兩輪都有輪緣,，突出的輪緣一般起定位作用，若是平直的軌道轉(zhuǎn)彎,，只有依靠軌道與輪緣間側(cè)向彈力使火車(chē)轉(zhuǎn)彎，由于火車(chē)速度大,，質(zhì)量也大,，所需要的向心力很大，所以,，輪緣與鐵軌間的彈性大形變量也大,，從而使鐵軌容易受到損壞,，使火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力不是由輪緣和軌道間側(cè)向彈力提供，而是由車(chē)輪與軌道間正向彈力提供,，車(chē)輪與軌道間的正向接觸面積大,，對(duì)軌道的影響小，有什么辦法可以達(dá)到此目的呢?

在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中,，放在光滑斜面上的物體,，當(dāng)斜面以一定加速度作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體可以相對(duì)斜面靜止,，這時(shí)斜面的彈力與物體的重力的合力沿水平方向提供加速運(yùn)動(dòng)所需要的力(也可以認(rèn)為斜面的彈力在豎直方向分量與物體的重力平衡,，水平方向分量提供物體作加速度所需要的力)從這個(gè)例子中，我們能得到的啟示是火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)將軌道平面傾斜,。

在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎的軌道時(shí),，若將外軌墊高些，使軌道平面與水平面有一夾角α,，正向壓力垂直于軌道平面,，要使正向壓力在豎直方向分量與重力平衡，水平方向分量提供向心力,，則

mgtanα=mv0=

火車(chē)以速度v0=行駛時(shí),，火車(chē)的車(chē)輪的輪緣與鐵軌的側(cè)向無(wú)壓力。

火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí),，當(dāng)火車(chē)的速度v>v0時(shí),，即重力和軌道的支持力的合力不足以提供向心力，需要外軌對(duì)外輪的輪緣一個(gè)向內(nèi)的側(cè)壓力,，補(bǔ)充不充足的向心力;當(dāng)火車(chē)速度v0

實(shí)例分析二

汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)依靠靜摩擦力提供向心力,，在高速公路上，由于汽車(chē)的速度比較大,，僅靠靜摩擦力提供向心力是不行的,，所以，在轉(zhuǎn)彎處的路面都是傾斜的(傾角α),，若汽車(chē)依靠重力和路面支持力的合力提供向心力,，就對(duì)應(yīng)的速度如火車(chē)轉(zhuǎn)彎是一樣的，對(duì)應(yīng)原速度v0=,。

當(dāng)汽車(chē)的速度v0≠,，路面再施加靜摩擦力來(lái)作補(bǔ)充。

高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)篇十

1.知識(shí)與技能

①知道什么是圓周運(yùn)動(dòng),、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng),。理解線(xiàn)速度的概念;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(xiàn)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),。

④能夠用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式分析和解決具體情景中的問(wèn)題,。

2.過(guò)程與方法

①運(yùn)用極限思維理解線(xiàn)速度的瞬時(shí)性和矢量性.掌握運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)去分析有關(guān)問(wèn)題。

②體會(huì)有了線(xiàn)速度后,，為什么還要引入角速度.運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)角速度的單位,。

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀

①通過(guò)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)。

②體會(huì)應(yīng)用知識(shí)的樂(lè)趣,，感受物理就在身邊,，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

③進(jìn)行愛(ài)的教育,。在與學(xué)生的交流中,，表達(dá)關(guān)愛(ài)和賞識(shí)，如微笑著對(duì)學(xué)生說(shuō)“非常好!”“你們真棒!”“分析得對(duì)!”讓學(xué)生得到肯定和鼓勵(lì),，心情愉快地學(xué)習(xí),。