1.教材分析 第2章 圓周運(yùn)動(dòng) 本章內(nèi)容在物理學(xué)中的地位和作用 本章內(nèi)容在物理學(xué)中的地位和作用 1.延續(xù)作用。它是對(duì)前面所學(xué)的直線運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)的繼續(xù)延續(xù); 2.深化鞏固作用。本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利于進(jìn)一步深化對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí),前面所學(xué)的力學(xué)知識(shí)通過在新的物理情境中應(yīng)用(圓周運(yùn)動(dòng))得到了升華,同時(shí)也得到了進(jìn)一步的鞏固; 3.奠定基礎(chǔ)作用。本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)肩負(fù)著奠定基礎(chǔ)的作用。
2. 本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)對(duì)后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)起到了打基礎(chǔ)的作用,后面我們會(huì)學(xué)習(xí)電場(chǎng)與磁場(chǎng),帶電粒子,帶電粒子在均勻電場(chǎng)與均勻磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),這些都是對(duì)本章知識(shí)的進(jìn)一步遷移與運(yùn)用。 課時(shí)安排: 課時(shí)安排: 1 1. 圓周運(yùn)動(dòng)(圓周運(yùn)動(dòng)(描述圓周運(yùn)動(dòng)速度的物理量,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性與多解性)(2 2) 2 2. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力與向心加速度,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力與向心加速度(2 2) 3 3. 圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析(勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例
3.分析(勻速圓周運(yùn)動(dòng)與垂直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng))(與垂直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng))(2 2) 4 4.綜合復(fù)習(xí)(、綜合復(fù)習(xí)(2 2) 本章重點(diǎn) 本章重點(diǎn) 本章難點(diǎn) 一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 1.各量的物理意義 2.各矢量的方向 4.各量之間的關(guān)系 3.各量的單位(/s,round/s) v=s/t=2r/T = 2rf=2rn=r=/t=2/T =2f=2n=v/ra=v2/r=2r=42r/T2=42f2r=42n2r=v=F/m 圓周運(yùn)動(dòng)周期性引起的多種解 如圖所示, ,半徑為 半徑為R
4、水平圓盤R繞垂直軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)半徑OBOB旋轉(zhuǎn)至某一方向時(shí),在圓盤中心正上方hh處,沿與OBOB平行的方向水平拋出一個(gè)小球。求小球拋出時(shí)的速度和圓盤的角速度各是多少?小球與圓盤只接觸一次,接觸點(diǎn)為BB?【點(diǎn)評(píng)】圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性,該類問題往往有多種解法,有些題目涉及兩種不同的運(yùn)動(dòng):圓周運(yùn)動(dòng)和水平拋射運(yùn)動(dòng)。
5、這兩種不同的運(yùn)動(dòng)定律解決同一問題時(shí),總要有一個(gè)物理量作為橋梁把兩種不同的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來。這個(gè)物理量往往就是“時(shí)間”。如圖所示,一個(gè)直徑為d的紙圓柱,繞著垂直于紙平面的軸以角速度O勻速旋轉(zhuǎn)(圖中表示勻速旋轉(zhuǎn))。從槍口射出的子彈沿圓柱直徑方向穿過圓周。如果子彈在圓柱內(nèi)旋轉(zhuǎn)不到半圈,就會(huì)在圓周上留下兩個(gè)彈孔a、b。已知aO與bO之間的夾角為,求子彈的速度。
6.子彈的速度。如圖所示,有兩塊同軸的薄紙盤,間距為L,以角速度勻速旋轉(zhuǎn)。一顆子彈從左側(cè)平行于軸線射出水流星表演,在兩盤上留下兩個(gè)彈孔,兩彈孔與盤面中心夾角為60。試求子彈可能的速度和可能的最大速度。機(jī)械傳動(dòng)問題皮帶傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)三種傳動(dòng)方式,都掌握同一個(gè)量。1.同一物體繞同一軸線旋轉(zhuǎn)時(shí),物體上各點(diǎn)的角速度、自轉(zhuǎn)速度、周期都相同。
7. 2. 輪邊與皮帶接觸點(diǎn),或者輪邊直接接觸點(diǎn)的線速度相同。 機(jī)械傳動(dòng)問題(09上海) 小明在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后,設(shè)計(jì)了一個(gè)題目,題目叫:快速測(cè)量自行車騎行速度。他的思路是:通過計(jì)算腳蹬的角速度來計(jì)算自行車的騎行速度。騎行后,他得到如下數(shù)據(jù):在時(shí)間t內(nèi),腳蹬轉(zhuǎn)了多少圈,則腳蹬轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈,則
8、腳蹬轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為w= ; 計(jì)算自行車的騎行速度,需要測(cè)量以下物理參數(shù): 自行車騎行速度計(jì)算公式為V= 。 復(fù)習(xí)問題: 例如,如圖所示的帶傳動(dòng)裝置,設(shè)不打滑,計(jì)算A、B、C三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的線速度、角速度、向心加速度、向心力的比值 4r 2r r CAB m 3m 6 2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力與徑向加速度 播放一些視頻或圖片:比如圓錐擺 播放一些視頻或圖片:比如圓錐擺
9.(旋轉(zhuǎn)秋千)、火車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎、(旋轉(zhuǎn)秋千)、火車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎、過山車、汽車過橋等,學(xué)生親自進(jìn)行水流星表演、斜面上不同高度釋放的小球、垂直平面上做圓周運(yùn)動(dòng)的同一高度釋放的小球等實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生體驗(yàn)到物理離我們很近,真切感受到力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。真切感受到力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。3.圓周運(yùn)動(dòng)例題分析3.圓周運(yùn)動(dòng)例題分析圓周運(yùn)動(dòng)例題分析1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)通過兩個(gè)例題分析勻速圓周運(yùn)動(dòng),總結(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題求解方法勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題求解方法分析與總結(jié)重點(diǎn):力的分析、方法的確定重點(diǎn)
10.受力分析,確定圓周軌跡所在平面,確定圓心和半徑,利用牛頓第二定律建立向心力方向的方程,圓錐擺留學(xué)之路,火車轉(zhuǎn)彎水流星表演,GNF組合,圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析2.垂直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)垂直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)通過實(shí)例,水流星表演或者過山車,利用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)的力和速度,進(jìn)一步分析在垂直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)的桿支撐物體,總結(jié)它們?cè)趫A周最高點(diǎn)時(shí)的力和速度的異同,以及圓周最高點(diǎn)時(shí)的力和速度的共性和不同點(diǎn)。
11.點(diǎn)與不同點(diǎn),以及最低點(diǎn)與最高點(diǎn)的區(qū)別。然后擴(kuò)展到最低點(diǎn)與最高點(diǎn)的區(qū)別。然后擴(kuò)展到汽車過橋問題,物體在垂直圓管內(nèi)運(yùn)動(dòng)問題等,最后抽象出物理模型。 rmF2曲線運(yùn)動(dòng)水平拋圓圓恒定力恒定力變化力變化力運(yùn)動(dòng)分解運(yùn)動(dòng)分解水平水平垂直垂直力分解力分解力切線方向切線方向變化速度變化速度向心方向向心方向變化速度變化速度勻速勻速(速率)圓勻速(速率)圓合力是向心力合力是向心力變化速度(速率)圓合力(速率)圓合力不一定是向心力合力不一定是向心力問題解決方法畫圖:圓心,軌跡,半徑畫圖:圓心,軌跡,半徑力分析:求向心力,列出牛頓定律方程力分析:求向心力,列出牛頓定律方程