《圆周运动复习》课件

《圆周运动复习》怎么复习

必修第一册第一章“章小结示例”指出：“学习是一个不断探究、积累和总结的过程。学习的每一阶段都应该适时地总结，把学到的知识、方法、过程和体会等及时地加以梳理，以便更好地理解和把握。”怎么复习教材从四个方面进行了小结示范:概念梳理研究方法实验工具态度责任物理观念科学思维科学探究科学态度与责任核心素养学习目标知识方法实验态度圆周运动的复习思路概念梳理方法总结实验反思态度责任核心素养PARTⅠ概念梳理圆周运动vωn(f)TFnanrPARTⅠ概念梳理圆周运动运动向心力Fn运动与力力情境中理解运动概念地球可以看作一个半径为6×103km

的球体，北京的纬度约为北纬40°。位于北京的物体A

随地球自转做匀速圆周运动，如图。求：（1）A做圆周运动的半径；（2）A

做圆周运动的线速度大小。

OA情境中理解运动概念OA解析：rRθ（1）r=Rcosθ

Δt=T=24hΔs=2πr

（2）得：地球各点ω一样v=ωr情境中理解运动概念如图,是自行车传动机构的示意图。假设脚踏板每2s转1圈，要测自行车后轮边缘相对转轴的线速度v的大小，还需要测量哪些量？情境中理解运动概念解析：

T=2s

脚踏板转速n=0.5r/s得：v=ωAr1测后轮半径r1

ωB

=ω

ω=2πn=πrad/svA=vB测大齿轮半径

rB、小齿轮半径

rAGNf静Fnv情境中认识向心力GNFn情境中认识向心力情境中应用“运动与力的关系”火车转弯情境中应用“运动与力的关系”汽车过拱形桥OO情境中应用“运动与力的关系”航天器中的失重应用的大思路火车转弯汽车过拱形桥航天器中的失重选取对象运动分析受力分析根据“运动与力的关系”列式求解大思路分析示例1例1.如图，当火车以某个速度过弯道时，可以使得轮缘对铁轨的内外侧都没有压力，这个速度叫“设计速度”，若两轨间距为d，外轨比内轨高h，轨道转弯半径为r，求此处轨道的设计速度v的大小。hdhd示例1分析运动分析：r水平面圆周受力分析：mgNFn建立关系θ由上，可得大思路分析示例2例2.如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，那么，湿衣服上的水是在最低点还是最高点更容易被甩出？请说明道理。示例2分析运动分析：受力分析：mgOrF1mgF2vv建立关系：最低点：最高点：由上，F1>F2，最低点更易甩出水竖直面圆周PARTⅠ概念梳理的小结要找到概念之间的联系，形成良好的概念结构在情境中理解、应用概念，用“大思路”解决问题*任务做前6章的结构图效果物质性规律大小相互性基本点作用类型重力摩擦力弹力合成与分解图示法矢量合成与分解牛顿第一定律牛顿第二定律运动与相互作用Fn=man

规律图像公式物理量vax运动类型匀速匀变速圆周合成与分解r

θ

an

ω

n

Fn

Ft

示例如左，见学习清单PARTⅡ方法总结人们研究客观事物、自然现象形成知识，并用之解释现象、解决问题，这些过程中总会用到一些科学思维方法，通俗的说就是“方法”。

前面提及的解决力学问题的“大思路”其实也是一种方法，是解释现象解决问题的方法。圆周运动中的思维方法1.模型建构本章建构的主要模型就是“匀速圆周运动”。要注意理解模型、找准模型：不一定是完整的圆周；圆弧可以在各种面内。匀速圆周运动模型的建构“运动分析”的关键就是建构准确的运动模型类比法hd×√×√2.极限思想圆周运动中的思维方法

非常小的时间很短的小段2.极限思想圆周运动中的思维方法极短时间、很小的Δv3.变化率

圆周运动中的思维方法思考:(1）哪个量是D？

(2)怎么看疫情变化趋势？(1）确诊总人数(2)看“确诊总人数的变化率”也就是图线的斜率4.理论分析与实验探究相结合的研究方法由实验探究得到向心力大小，再由牛顿第二定律推理分析向心加速度大小和方向，又从运动学角度利用极限法理论上推理论证向心加速度的方向和大小。

圆周运动中的思维方法PARTⅡ方法总结的小结知识和方法是“鱼”和“渔”的关系。重视概念知识学习的同时，也要重视提炼总结方法，并有意识地应用于具体情境，获得知识、解决问题。PARTⅢ实验反思

本章实验主要是探究向心力，有两个，一个是“感受向心力”，一个是“探究向心力大小的表达式”，如下图。感受向心力定性研究控制变量法

思考：探究Fn与r关系时，需控制“速度”，v与ω选哪个更方便？控制ω、n更方便探究向心力大小的表达式向心力演示器居家：教材、视频到校：亲自动手探究向心力大小的表达式控制变量法思考：m、v一定，探究Fn与r的关系，如何选择塔轮上轮半径R？r：将小球分别置于长槽和短槽(令半径r之比是2:1)两小球v

一定，r之比是2:1，则两塔轮ω是1:2塔轮边缘线速度相等，ω是1:2，则轮R是

2:1长槽短槽塔轮塔轮探究向心力大小的表达式定量研究先定性再定量，一种研究方法通过对比得出结论探究向心力大小的表达式*课后思考题用如图所示的装置，自选其它所需器材，设计方案，测得Fn、m、v、r，来验证向心力公式参考答案见学习清单PARTⅢ实验反思小结实验复习要多反思

还是要真正做实验

实验探究本身也是研究方法PARTⅣ态度责任【必修第一册第一章章末示例】认识到物理研究需要对物理现象（如运动）进行客观描述；体会到只有如实记录实验数据，才能真实反映现象，得到有价值的研究结果；通过小组实验，感受到科学研究需要团队合作。实事求是团队精神对本章的一些体会·态度责任物理真自然美科学善本课小结从概念、方法、实验、态度四个方面进行了复习总结概念重在梳理方法重在掌握实验重在反思态度重在体会核心素养探究一圆周运动的多解性问题知识归纳1.问题特点(1)研究对象:匀速圆周运动的多解问题包含有两个做不同运动的物体。(2)运动特点:一个物体做匀速圆周运动,另一个物体做其他形式的运动(比如匀速直线运动、平抛运动等)。(3)运动关系:两个物体运动的时间相等,且圆周运动具有周期性,以时间相等为联系点列方程进行求解。2.分析技巧(1)抓住关联点:明确题中两个物体的运动性质,抓住两运动的联系点。(2)先特殊后一般:先考虑第一个周期的情况,再根据运动的周期性,考虑多个周期时的规律。迁移应用例1子弹以初速度v0水平向右射出,沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒,在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入,B位置射出,如图所示),OA、OB之间的夹角θ=,已知圆筒半径R=0.5m,子弹始终以v0=60m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用),则圆筒的转速可能是(

)

A.20r/s B.60r/s C.100r/s D.140r/s答案

C规律方法

解决圆周运动多解问题的方法(1)明确两个物体参与运动的性质和求解的问题。两个运动虽然独立进行,但一定有联系点,其联系点一般是时间,寻求联系点是解题的突破口。(2)注意圆周运动的周期性造成的多解。分析时可暂时不考虑周期性,表示出一个周期的情况,再根据圆周运动的周期性,在转过的角度上再加上2nπ,具体n的取值应视情况而定。变式训练1如图所示,半径为R的圆板做匀速转动,当半径OB转到某一方向时,在圆板中心正上方高h处,以平行于OB方向水平抛出一小球。要使小球与圆板只碰撞一次,且落点为B,求小球水平抛出时的速度v0及圆板转动的角速度ω。探究二水平面内圆周运动的临界问题知识归纳1.水平面内圆周运动的临界问题:在水平面上做圆周运动的物体,当角速度ω变化时,物体有远离或向着圆心运动(半径有变化)的趋势。当物体所需要的向心力大于提供向心力的力时,物体就脱离轨道。当提供向心力的力取最大值时,物体做圆周运动的角速度就达到最大。2.解题方法:确定临界条件是关键,一般通过极限思维来确定临界条件,即把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象显现,确定临界条件。3.常见临界条件:(1)与绳子的弹力有关:绳子恰好无弹力或恰好拉力最大(断裂)时;(2)与支持面弹力有关的:恰好无支持力时;(3)与静摩擦力有关:静摩擦力达到最大值时。迁移应用例2(多选)如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO'的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度。下列说法正确的是(

)A.b一定比a先开始滑动B.a、b所受的摩擦力始终相等答案

AC规律方法

物体随水平转盘做圆周运动,通常是静摩擦力提供向心力,静摩擦力随转速的增大而增大,当静摩擦力增大到最大静摩擦力时,物体达到保持圆周运动的最大速度。若转速继续增大,物体将做离心运动。变式训练2如图所示,一根长为l=1m的细线一端系一质量为m=1kg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为θ=37°。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,结果可用根式表示)(1)若要使小球刚好离开锥面,则小球的角速度ω0为多大?(2)若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度ω'为多大?解析

(1)若要使小球刚好离开锥面,则小球只受到重力和细线的拉力,小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上,故向心力沿水平方向,受力分析如图所示。由牛顿第二定律及向心力公式得规律方法

(1)审题中寻找类似“刚好”“取值范围”“最大、最小”等字眼,看题述过程是否存在临界(极值)问题。(2)解决临界(极值)问题的一般思路,首先要考虑达到临界条件时物体所处的状态,其次分析该状态下物体的受力特点,最后结合圆周运动知识,列出相应的动力学方程综合分析。探究三竖直面内的圆周运动知识归纳1.运动性质物体在竖直平面内做圆周运动时,受弹力和重力两个力的作用,物体做变速圆周运动。2.最低点小球运动到最低点时受杆或轨道向上的弹力和向下的重力作用,由这两个力的合力提供向心力,FN-mg=m。3.最高点物体在最高点时的受力特点可分为以下两种模型:迁移应用例3长L=0.5m质量可忽略的细杆,其一端可绕O点在竖直平面内转动,另一端固定着一个物体A。A的质量为m=2kg,当A通过最高点时,如图所示,求:(1)A在最高点的速度为1m/s时小球对杆的作用力;(2)A在最高点的速度为4m/s时小球对杆的作用力。答案

(1)16N

向下

(2)44N

向上

规律方法

竖直平面内圆周运动的分析方法(1)明确运动的模型,是轻绳模型还是轻杆模型。(2)明确物体的临界状态,即在最高点时物体具有最小速度时的受力特点。(3)分析物体在最高点及最低点的受力情况,根据牛顿第二定律列式求解。变式训练3杂技演员表演“水流星”,在长为2.5m的细绳的一端,系一个总质量为m=0.5kg的盛水容器(可视为质点),以绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,若“水流星”通过最高点时的速率为5m/s,则下列说法正确的是(g取10m/s2)(

)A.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出B.“水流星”通过最高点时,绳的张力及容器底部受到的水的压力均为零C.“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用D.“水流星”通过最高点时,绳子的拉力大小为5N答案

B解析

“水流星”在最高点的临界速度v==5

m/s,由此知绳的拉力恰好为零,且水恰不流出容器,处于完全失重状态,但受重力作用。故选B。探究四平抛运动和圆周运动的综合应用知识归纳平抛运动和圆周运动是两种典型的曲线运动,许多问题是以这两种运动综合的形式出现,求解这类综合问题的思路如下:首先根据运动的独立性和各自的运动规律列式;其次寻找两种运动的结合点,如它们的