教科版必修2 2.1　圆周运动 课件（36张）.ppt

第二章匀速圆周运动 教师参考 一 课程标准1 内容标准 1 会描述匀速圆周运动 知道向心加速度 2 能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力 分析生活和生产中的离心现象 3 关注圆周运动的规律与日常生活的联系 2 活动建议调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异 二 高考内容及要求1 匀速圆周运动 角速度 线速度 向心加速度 2 匀速圆周运动的向心力 3 离心现象 三 教学建议关于本章的教学有如下建议 1 圆周运动 时间1课时 可结合教材中的插图 生活中的实例引导学生认识圆周运动的概念 进一步认识描述匀速圆周运动的有关物理量 注意线速度 角速度的矢量性及有关量的关系 2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度 时间2课时 可结合实例分析引导学生认识向心力 向心加速度的概念及有关公式 注意做匀速圆周运动的物体向心力来源的分析及解决匀速圆周运动问题的一般思路 3 圆周运动的实例分析 时间2课时 可结合汽车过拱形桥 旋转秋千 及火车转弯等实例分析 提高学生掌握处理圆周运动问题的能力 通过实例分析让学生认识离心运动及生活中的离心现象 4 圆周运动与人类文明 时间1课时 通过学生自学结合有关视频使学生了解圆周运动与古代文明 工业技术 科学实验及文化生活等各方面密切联系 第1节圆周运动 自主学习 课堂探究 达标测评 自主学习课前预习 感悟新知 教师参考 目标导航 重点 描述匀速圆周运动快慢的物理量及关系难点 各物理量间的关系及其应用 情境链接如图所示 为一台家用电风扇 通电后电风扇转动起来 对于扇叶上的某点做什么运动 怎样描述该点的运动快慢 扇叶上不同点的运动情况一样吗 信息1 扇叶上某点做匀速圆周运动 2 描述圆周运动快慢的量有线速度 角速度 周期等 3 扇叶上不同点的周期 角速度相同 半径相同的各点线速度大小相等 半径不同的各点线速度大小不相等 教材梳理 一 圆周运动及匀速圆周运动的线速度 角速度和周期1 圆周运动 物体的运动轨迹是的运动 2 匀速圆周运动 质点沿圆周运动 在相等的时间内通过的长度相等的运动 3 描述匀速圆周运动快慢的物理量 1 线速度 定义 做匀速圆周运动的质点通过的弧长 s与所用时间 t的比值 圆 圆弧 公式 v 方向 圆周上某点的方向为该点的方向 特点 大小不变 不断变化 切线 方向 2 角速度 定义 对于做匀速圆周运动的质点 连接质点和圆心的半径所转过的跟所用的比值 角度 时间 t 定义式 单位 弧度每秒 符号是 3 周期 定义 做匀速圆周运动的物体运动一周所用的 符号是t 单位 秒 符号是s rad s 时间 想一想匀速圆周运动的线速度 角速度都是恒定的吗 答案 线速度不是恒定的 因为线速度大小不变 但其方向时刻变化 而角速度是恒定的 二 线速度 角速度和周期之间的关系 议一议自行车的同一车轮边缘上任意两点的线速度有何关系 同一车轮辐条上任意两点的角速度有何关系 答案 线速度大小相等 方向不同 角速度相等 1 匀速圆周运动是一种匀速运动 2 做匀速圆周运动的物体 其线速度不变 3 做匀速圆周运动的物体 其角速度不变 4 做匀速圆周运动的物体 线速度与角速度成反比 5 做匀速圆周运动的物体 周期与线速度成反比 6 线速度 角速度和周期都是描述圆周运动快慢的物理量 思考判断 答案 1 2 3 4 5 6 要点一 对描述匀速圆周运动的物理量的理解 课堂探究核心导学 要点探究 问题导学 如图所示为家用钟表面盘 钟表的时针 分针及秒针的长度不同 怎样比较各针端点做圆周运动的快慢 答案 1 比较线速度 2 比较周期 3 比较角速度 要点归纳 匀速圆周运动中各物理量及相互关系 典例1 多选 质点做匀速圆周运动时 a 线速度越大 其转速一定越大b 角速度大时 其转速一定大c 线速度一定时 半径越大 则周期越长d 无论半径大小如何 角速度越大 则质点的周期一定越长 思路点拨 1 做圆周运动的物体 线速度与角速度之间的关系式为v r bc 规律方法匀速圆周运动各物理量关系分析策略根据题目中给出的条件 建立起各个物理量间的关系 注意分析公式中哪些量是常量 哪些量是变量 并能与题意紧密结合 教师备用 例1 1 做匀速圆周运动的物体 10s内沿半径是20m的圆周运动100m 试求此物体做匀速圆周运动的 1 线速度大小 2 角速度大小 3 周期 答案 1 10m s 2 0 5rad s 3 4 s 例1 2 多选 如图所示 直径为d的纸筒绕垂直于纸面的o轴匀速转 图示为截面 从枪口射出的子弹以速度v沿直径穿过圆筒 若子弹穿过圆筒时先后在筒上留下a b两个弹孔 则圆筒转动的角速度 可能为 bc 针对训练1 1 如图所示为一种早期的自行车 这种带链条传动的自行车前轮的直径很大 这样的设计在当时主要是为了 a 提高速度b 提高稳定性c 骑行方便d 减小阻力 解析 在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下 据公式v r知 轮子半径越大 车轮边缘的线速度越大 车行驶得也就越快 故a选项正确 a 要点二 常见的传动装置问题分析 问题导学 如图为一辆自行车传动装置的结构图 观察自行车是怎样用链条传动来驱动后轮前进的 请思考 答案 1 各点的线速度的大小不相同 角速度相同 2 各点的线速度的大小相同 角速度 转速不相同 1 同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度 角速度是否相同 2 两个齿轮相比较 其边缘的线速度是否相同 角速度是否相同 转速是否相同 要点归纳 1 共轴转动如图所示 a点和b点在同轴的一个 圆盘 上 它们的半径分别为r和r 且r r 运动的特点是转动的角速度相同 2 皮带传动如图所示 a点和b点分别是两个轮子边缘上的点 两个轮子用皮带连起来 并且皮带不打滑 a b两点相当于皮带上不同位置的点 运动特点是它们的线速度大小相等 转动方向相同 3 齿轮传动如图所示 a点和b点分别是两个齿轮边缘上的点 两个齿轮的轮齿啮合 两个轮子在同一时间内转过的齿数相等 运动特点是a b两点的线速度大小相等 但它们的转动方向相反 典例2 多选 变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度 如图是某一变速车齿轮传动结构示意图 图中a轮有48齿 b轮有42齿 c轮有18齿 d轮有12齿 则 a 该车可变换两种不同挡位b 该车可变换四种不同挡位c 当a轮与d轮组合时 两轮的角速度之比 a d 1 4d 当a轮与d轮组合时 两轮的角速度之比 a d 4 1 思路点拨 1 由链条传动的两个轮边缘的线速度相等 2 由链条传动的两个轮 在相同时间内 齿轮少的轮转的圈数多 bc 规律方法求解传动问题的基本思路 1 首先确定传动装置上大小相同的量 同轮或同轴不同轮上各点的角速度 周期 转速相同 与皮带相连的或直接接触的轮子边缘的线速度大小相同 教师备用 例2 1 如图是自行车传动结构的示意图 其中 是半径为r1的大齿轮 是半径为r2的小齿轮 是半径为r3的后轮 假设脚踏板的转速为n 则自行车前进的速度为 c 针对训练2 1 如图所示是一个玩具陀螺 a b c是陀螺上的三个点 当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度 稳定旋转时 下列表述正确的是 解析 a b c三点的角速度相同 而线速度不同 由v r得va vb vc 选项b正确 a c d错误 b a a b c三点的线速度大小相等b a b c三点的角速度相等c a b的角速度比c的角速度大d c的线速度比a b的线速度大 达标测评随堂演练 检测效果 1 某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验研究 并给运动小球拍了频闪照片 如图所示 小球相邻影像间的时间间隔相等 小球在最高点和最低点的运动快慢比较 下列说法中不正确的是 a 该小球所做的运动不是匀速圆周运动b 最高点附近小球相邻影像间弧长短 线速度小 运动较慢c 最低点附近小球相邻影像间圆心角大 角速度大 运动较快d 小球在相邻影像间运动时间间隔相等 最高点与最低点运动一样快 d 解析 由所给频闪照片可知 在最高点附近 像间弧长较小 表明最高点附近的线速度较小 运动较慢 在最低点附近 像间弧长较大 对应相同时间内通过的圆心角较大 故角速度较大 运动较快 选项a b c正确 d不正确 2 在一棵大树将要被伐倒的时候 有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢 根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下 从而避免被倒下的大树砸伤 从物理知识的角度来解释 以下说法正确的是 a 树木开始倒下时 树梢的角速度较大 易于判断b 树木开始倒下时 树梢的线速度最大 易于判断c 树木开始倒下时 树梢的周期较大 易于判断d 伐木工人的经验缺乏科学依据 b 解析 树木开始倒下时 树各处的角速度一样大 故a错误 由v r可知 树梢的线速度最大 易判断树倒下的方向 b正确 由t 知 树各处的周期一样大 故c d均错误