浙江省衢州市仲尼中学高二物理《圆周运动》教案.doc

浙江省衢州市仲尼中学高二物理圆周运动教案教材分析：圆周运动是高考中的一个重要的考点，是曲线运动的一个特例我，它具有一定的综合性，是学习好后面的磁场的一个重要的基础。学情分析学生对圆周运动有了一定的了解，现通过复习，进一步掌握圆周运动的基本的特点和运动规律，使学生在处理问题时有一定的分析能力。教学目标：1 知道匀速圆周运动的概念2 理解线速度、角速度和周期的概念3 理解向心加速度和向心力以及与各物理量间的关系4 会用牛顿第二定律求解圆周运动问题，并能灵活解决圆周运动中的有关临界问题5 知道离心现象及发生离心现象的条件教学重点：1 理解描述匀速圆周运动的几个物理量2 要熟练运用牛顿定律分析圆周运动的问题的方法和技巧教学难点：1 竖直平面内变速圆周运动的两个特殊点的分析与研究方法2 区分绳模型和杆模型的不同教学过程：一基础知识1描述圆周运动的物理量定义、 意义公式、单位线速度描述圆周运动的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12单位：m/s角速度1描述物体绕圆心转动快慢的物理量2是矢量，但中学不研究其方向12单位：rad/s周期和转速1周期是物体沿圆周运动一周的时间（t）2转速是物体单位时间转过的圈数（n），也叫频率（f）1 单位：s2n：r/s、r/min， f的单位：赫兹（hz）向心加速度1描述速度方向变化快慢的物理量（）2方向指向圆心12单位：m/s2向心力1作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小2方向指向圆心12单位：n2匀速圆周运动（1）特点：线速度的大小不变，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的。（2）性质：是速度大小不变的，而速度方向时刻在变的变速曲线运动，并且加速度大小不变，方向时刻变化的变加速曲线运动。（3）加速度和向心力：由于匀速圆周运动仅是速度方向时刻改变，而速度大小不变，故仅存在向心加速度，因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受外力的合力。（4）质点做匀速圆周运动的条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。（5）两个结论 a同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同； b皮带传动：不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。3离心运动和近心运动（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情况下，就做远离圆心的运动，这种运动叫离心运动（2）本质 a离心现象是物体惯性的表现 b离心运动并非是沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞 出的运动c离心运动并不是受到什么离心力（3）条件：做圆周运动的质点，当它受到的沿着半径指向圆心的合外力突然变为零或不足 以提供圆周运动所需向心力（4）近心运动当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需要的向心力时,物体离圆心将越来越近,即为近心运动。二、规律方法1圆周运动中各个物理量之间的关系 (1)由vr知，r一定时，v与成正比；一定时，v与r成正比；v一定时，与r成反比(2)由a r2知，在v一定时，a与r成反比；在一定时，a与r成正比2圆周运动中的动力学问题分析（1）向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力（2）向心力的确定a确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置b分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力(3) 解决圆周运动问题的主要步骤a审清题意，确定研究对象b分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等c分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源d据牛顿运动定律及向心力公式列方程e求解、讨论【应用提示】(1)无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径方向指向圆心的合力均为向心力(2)当采用正交分解法分析向心力的来源时，做圆周运动的物体在坐标原点，一定有一个坐标轴沿半径方向指向圆心3竖直面内的圆周运动临界问题 物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动,该类运动常有临界问题,并伴有“最大”、“最小”“刚好”等词语，常见问题有以下模型。 轻绳模型及内轨模型轻杆模型及管道模型模型均是没有支撑的小球均是有支撑的小球过最高点的临界条件由得由小球能运动即可得讨论分析（1）过最高点时，绳、轨道对球产生弹力（2）当时，不能过最高点，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道（1）当时，为支持力，沿半径背离圆心。（2）当时，背离圆心，随的增大而减小（3）当时，（4）当时，指向圆心并随的增大而增大。板书设计一基础知识1描述圆周运动的物理量2匀速圆周运动3离心运动和近心运动二、规律方法1圆周运动中各个物理量之间的关系2圆周运动中的动力学问题分析3竖直面内的圆周运动临界问题 分层练习a类1如图所示，用一根长为l1m的细线，一端系一质量为m1kg的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角37，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细线的张力为t。求（取g10m/s2，结果可用根式表示）：（1）若要小球离开锥面，则小球的角速度0至少为多大？（2）若细线与竖直方向的夹角为60，则小球的角速度为多大？答案：（1） （2） b类2(2010重庆高考)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图4310所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.(2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长为多少？最大水平距离为