高中物理 5.4 圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案2 新人教版必修2.doc

高中物理必修二5.4 圓周運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道什么是圓周運(yùn)動(dòng)，什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)2、理解什么是線速度、角速度和周期3、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系4.能在具體的情境中確定線速度和角速度與半徑的關(guān)系【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1、理解線速度、角速度和周期2、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)3、線速度、角速度及周期之間的關(guān)系【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解【使用說明】1.先閱讀課本內(nèi)容，理解課本基礎(chǔ)知識(shí)，有疑問的用紅色筆做好疑難標(biāo)記。完成教材助讀設(shè)置問題，依據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題再研讀教材或者查閱資料，解決問題。將預(yù)習(xí)中不能解決的問題填在我的疑惑處。2.分層完成，a層全部完成并梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)，b層全部完成，標(biāo)“”的題目要求c層選做。3.小組長(zhǎng)職責(zé)，知道引領(lǐng)小組各層成員按時(shí)完成任務(wù)，人人達(dá)標(biāo)。【方法指導(dǎo)】自主閱讀學(xué)習(xí)法、合作學(xué)習(xí)法、數(shù)學(xué)極限法、探究法【學(xué)習(xí)過程】【自主預(yù)習(xí)案】一、1.物體沿著_運(yùn)動(dòng)，并且_，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2. _叫線速度。定義式為：_ ，單位：_.，方向：_，線速度的物理意義：_。3在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的 跟_，就是質(zhì)點(diǎn)的角速度。定義式：_，單位： .符號(hào)：_ 引入的物理意義：4周期t: _ 5轉(zhuǎn)速：_6線速度與角速度的關(guān)系式：_7.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種_ 運(yùn)動(dòng)，勻速是指_不變，或_ 不變。請(qǐng)你將預(yù)習(xí)中沒能解決的問題和有疑惑大的問題寫下來，待課堂上老師和同學(xué)探究解決。【合作探究案】-質(zhì)疑解疑、合作探究探究一、閱讀全文，舉出生活中的有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的例子，總結(jié)描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢有幾種方法？探究二、怎樣計(jì)算線速度？方向怎樣確定？瞬時(shí)線速度與直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度有什么共同點(diǎn)？勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度有什么特點(diǎn)？引入線速度有什么作用？試分析怎樣計(jì)算線速度的變化？練習(xí)題：分析下圖中，a、b兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系？規(guī)律？ 總結(jié)：什么叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)？有何特征？勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，勻速的含義是 。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎？探究三、怎樣計(jì)算角速度，單位是什么？勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度有什么特點(diǎn)？角速度有什么作用？練習(xí)題：分析右圖情況下，輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系？規(guī)律？ 探究四、1）線速度與角速度有什么關(guān)系？怎樣推導(dǎo)他們的關(guān)系？ 2）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的den線速度，角速度，周期，頻率之間有什么關(guān)系試推導(dǎo)其關(guān)系。1.有兩個(gè)走時(shí)準(zhǔn)確的始終，分針的長(zhǎng)度分別是8cm和10cm，歷經(jīng)15分鐘，問兩分針的針尖位置的平均線速度是多大？ 【當(dāng)堂檢測(cè)】-有效訓(xùn)練、反饋矯正 1、下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是（）a是速度不變的運(yùn)動(dòng) b是角速度不變的運(yùn)動(dòng)c是角速度不斷變化的運(yùn)動(dòng) d是相對(duì)圓心位移不變的運(yùn)動(dòng)2. 關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷，下列說法中正確的是 a.角速度不變b.線速度不變 c.向心加速度不變d周期不變3 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),它在任意相等的時(shí)間內(nèi)( )a 通過的弧長(zhǎng)相等; b 通過的位移相等c轉(zhuǎn)過的角度相等; d 速度的變化相等.4、一個(gè)物體以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是（）a軌道半徑越大線速度越大 b軌道半徑越大線速度越小c軌道半徑越大周期越大 d軌道半徑越大周期越小5. 關(guān)于角速度和線速度，說法正確的是a半徑一定，角速度與線速度成反比 b半徑一定，角速度與線速度成正比c線速度一定，角速度與半徑成正比d角速度一定，線速度與半徑成反比aqp3060ob6、如圖所示，一個(gè)環(huán)繞中心線ab以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法正確的是（）ap、q兩點(diǎn)的角速度相同bp、q兩點(diǎn)的線速度相同cp、q兩點(diǎn)的角速度之比為1dp、q兩點(diǎn)的線速度之比為14.一個(gè)大鐘的秒針長(zhǎng)20cm,則針尖的線速度是 m/s,分針與秒針從某次重合到下次重合的時(shí)間為 s.7a、b兩質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間內(nèi)，它們通過的弧長(zhǎng)之比ab23， 而轉(zhuǎn)過的角度之比ab32，則它們的周期之比ab ；角速度之比ab ；線速度之比ab ，半徑之比ab .【課堂小結(jié)】【我的收獲】-反思靜悟、體驗(yàn)成功 【課后練習(xí)與提高訓(xùn)練】1甲、乙、丙三個(gè)物體，甲放在廣州，乙放在上海，丙放在北京當(dāng)它們隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則( )a甲的角速度最大、乙的線速度最小。b丙的角速度最小、甲的線速度最大。c三個(gè)物體的角速度、周期和線速度都相等。d三個(gè)物體的角速度、周期一樣，丙的線速度最小。2. 如圖所示，長(zhǎng)為l的懸線固定于o點(diǎn)，另一端系一小球，在o點(diǎn)的正下方l2處有長(zhǎng)釘?，F(xiàn)將懸線沿水平方向拉直后無初速地釋放，當(dāng)懸線與釘子接觸后的瞬間( ) a小球的角速度突然增大 b小球的向心加速度突然增大 c小球的速率突然增大 d懸線上的拉力突然增大3如圖所示，地球繞oo軸自轉(zhuǎn)，則下列正確的是3aa、b兩點(diǎn)的角速度相等ba、b兩點(diǎn)線速度相等ca、b兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同da、b兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同4、半徑為r的大圓盤以角速度旋轉(zhuǎn)，如圖所示，有人站在p盤邊點(diǎn)上隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，他想用槍擊中在圓盤中心的目標(biāo)o，若子彈的速度為v0，則（）opa槍應(yīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)o射去b槍應(yīng)向po的右方偏過角度射去，而cosr/v0c槍應(yīng)向po的左方偏過角度射去，而tanr/v0d槍應(yīng)向po的左方偏過角度射去，而sinr/v05.如圖所示，a、b是兩個(gè)摩擦傳動(dòng)的靠背輪，a是主動(dòng)輪，b是從動(dòng)輪，它們的半徑ra2rb， a 和b 兩點(diǎn)在輪的邊緣，c 和d 在各輪半徑的中點(diǎn)，下列判斷正確的有（ ）(a) va = 2 vb （b） b = 2a (c) vc = va （d） b = c6一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸每分鐘轉(zhuǎn)2400周，求:(1) 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與角速度；(2) 距轉(zhuǎn)軸r=0.2m點(diǎn)的線速度和向心加速度； 6.如右上圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑是2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過程中，皮帶不打滑，則：a、b、c、d四點(diǎn)中，哪些點(diǎn)的線速度大小相等？這幾個(gè)點(diǎn)的角速度之比是多少？哪些點(diǎn)的角速度相等？這幾個(gè)點(diǎn)的線速度大小之比是多少？a、b、c、d四點(diǎn)的角速度之比是多少？線速度大小之比是多少？acdob7、已知地球的半徑r6400km，試回答下列問題：地球自轉(zhuǎn)的角速度赤道上的物體因地球自轉(zhuǎn)具有多大的線速度？因地球的自轉(zhuǎn)，北京和廣州兩城市的角速度是否相等？線速度是否相等？若不相等，請(qǐng)說明哪個(gè)較大【綜合實(shí)踐與創(chuàng)新】8如圖2所示，直徑為d的紙制圓筒，使它以角速度繞軸o勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使子彈沿直徑穿過圓筒.若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)在圓筒上留下a、b兩個(gè)彈孔，已知ao、bo夾角為，求子彈的速度.o圖299.兩個(gè)小球固定在一根長(zhǎng)l的桿的兩端繞o點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示.當(dāng)小球的速度為v1,小球的速度為v2,則小球2到轉(zhuǎn)軸的距離是多少?5.5圓周運(yùn)動(dòng)（二） 導(dǎo)學(xué)案目標(biāo)導(dǎo)學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，會(huì)用相關(guān)公式求解分析實(shí)際問題2.知道同軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度關(guān)系、傳動(dòng)裝置線速度關(guān)系.并會(huì)用來分析實(shí)際問題重點(diǎn)難點(diǎn)：知道同軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度關(guān)系、傳動(dòng)裝置線速度關(guān)系.并會(huì)用來分析實(shí)際問題易錯(cuò)問題： v、r之間關(guān)系的應(yīng)用.思維激活：我們都騎過自行車，但你注意過這個(gè)問題嗎：踏板、鏈輪、飛輪、后輪它們是怎樣傳動(dòng)的？傳動(dòng)時(shí)v、r之間有怎樣的關(guān)系？問題獨(dú)學(xué)1、溫故而知新：圓周運(yùn)動(dòng)中各物理量之間的關(guān)系：1.v、t、r的關(guān)系：物體在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，通過的弧長(zhǎng)s=2r，用時(shí)為t，則v=s/t=2r/t.2.、t的關(guān)系：物體在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，轉(zhuǎn)過的角度=2，用時(shí)為t，則=/t=2/t.3.、n的關(guān)系：物體在1秒內(nèi)轉(zhuǎn)過n圈，1圈轉(zhuǎn)過的角度為2，則1秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度=2n，即=2n.4.v、r的關(guān)系：v=r.2、課前感知：傳動(dòng)裝置中各物理量間的關(guān)系：1.傳動(dòng)的幾種情況（1）皮帶傳動(dòng)（2）同軸傳動(dòng)（3）齒輪傳動(dòng)（4）摩擦傳動(dòng)2.皮帶傳動(dòng)裝置中的兩個(gè)結(jié)論（1）同軸的各點(diǎn)角速度、轉(zhuǎn)速、周期相等，線速度與半徑成正比.（2）在不考慮皮帶打滑的情況下，皮帶上各點(diǎn)和與之接觸的輪上各點(diǎn)線速度大小相等，而角速度與半徑成反比.合作互學(xué)1、閱讀教材及查找資料歸納：傳動(dòng)裝置中各物理量間的關(guān)系：1.傳動(dòng)的幾種情況（1）皮帶傳動(dòng)（線速度大小相等）（2）同軸傳動(dòng)（角速度相等）（3）齒輪傳動(dòng)（線速度大小相等）（4）摩擦傳動(dòng)（線速度大小相等）2.皮帶傳動(dòng)裝置中的兩個(gè)結(jié)論（1）同軸的各點(diǎn)角速度、轉(zhuǎn)速、周期相等，線速度與半徑成正比.（2）在不考慮皮帶打滑的情況下，皮帶上各點(diǎn)和與之接觸的輪上各點(diǎn)線速度大小相等，而角速度與半徑成反比.2、課堂互動(dòng)講練：類型一、圓周運(yùn)動(dòng)的計(jì)算地球半徑r=6400 km，站在赤道上的人和站在北緯60上的人隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大？它們的線速度多大？【解析】站在地球上的人隨地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期均與地球自轉(zhuǎn)周期相同.如圖所示作出地球自轉(zhuǎn)示意圖，設(shè)赤道上的人站在a點(diǎn)，北緯60上的人站在b點(diǎn)，地球自轉(zhuǎn)角速度不變，a、b兩點(diǎn)的角速度相同，有a=b=2/t=（23.14）/（243600） rad/s7.310-5 rad/s變式訓(xùn)練1.手表的時(shí)針和分針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（ ）a.分針的角速度是時(shí)針的12倍b.時(shí)針的周期是12 h，分針的周期是60 sc.若分針的長(zhǎng)度是時(shí)針的1.5倍，針端點(diǎn)的線速度分針是時(shí)針的150倍d.若分針的長(zhǎng)度是時(shí)針的1.5倍，針端點(diǎn)的線速度分針是時(shí)針的18倍類型二、傳動(dòng)裝置中相關(guān)物理量的關(guān)系如圖所示的傳動(dòng)裝置中，b、c兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，a、b兩輪用皮帶傳動(dòng)，三輪半徑關(guān)系為ra=rc=2rb.若皮帶不打滑，求a、b、c輪邊緣上的a、b、c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比.【解析】a、b兩輪通過皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，a、b兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等，即va=vb,故vavb=11.b、c兩個(gè)輪子固定在一起，屬于同一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，它們上面的任何一點(diǎn)具有相同的角速度，即bc=11.因?yàn)?v/r,va=vb,ra=2rb,所以ab=rbra=12又因?yàn)関=r,b=c,rc=2rb，所以vbvc=rbrc=12.綜合可知:abc=122,vavbvc=112.【答案】122 112變式訓(xùn)練2.如圖所示，為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r,b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r,c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上.若在傳動(dòng)過程中，皮帶不打滑，則（ ）a.a點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小相等b.a點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等c.a點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等d.a點(diǎn)與d點(diǎn)的線速度大小相等類型三、圓周運(yùn)動(dòng)的周期性引起的多解問題如圖所示, 半徑為r的水平圓板繞豎直軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)半徑ob轉(zhuǎn)到某一方向時(shí),在圓板中心正上方h處以平行于ob方向水平拋出一小球,小球拋出時(shí)的速度及圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大時(shí),小球與圓板只碰一次,且相碰點(diǎn)為b?【解析】小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=則小球的拋出速度v=r/t由題意知,圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為=2k/t=2k （k=1,2,3,）.【答案】v=r =2k （k=1,2,3,）【點(diǎn)評(píng)】圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性,該類問題常出現(xiàn)多解問題.有些題目會(huì)涉及圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)這兩種不同的運(yùn)動(dòng),這兩種不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律在解決同一問題時(shí),必然有一個(gè)物理量在起橋梁作用,把兩種不同運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來,這一物理量常常是“時(shí)間”.變式訓(xùn)練3.如圖所示, 直徑為d的紙制圓筒以角速度繞垂直紙面的軸o勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（圖示為截面）.從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒.若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí),在圓周上留下a、b兩個(gè)彈孔.已知ao和bo夾角為,求子彈的速度.練習(xí)固學(xué)基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于角速度和線速度,下列說法正確的是（ ）a.半徑一定,角速度與線速度成反比 b.半徑一定,角速度與線速度成正比c.線速度一定,角速度與半徑成正比 d.角速度一定,線速度與半徑成反比2.如圖所示,皮帶傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)后,皮帶不打滑,皮帶輪上的a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示，則三點(diǎn)的速度關(guān)系是（ ）a.va=vb,vbvcb.va=vb,vb=vcc.va=vb,b=cd.ab,vbvc思維拓展3.如圖所示，在輪b上固定一同軸小輪a，輪b通過皮帶帶動(dòng)輪c，皮帶和兩輪之間沒有滑動(dòng)，a、b、c三輪的半徑依次為r1、r2和r3.繞在a輪上的繩子，一端固定在a輪邊緣上，另一端系有重物p，當(dāng)重物p以速度v勻速下落時(shí)，c輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多少？反思悟?qū)W我領(lǐng)悟或掌握了：1、 2、 3、 4、線速度相同的點(diǎn)，角速度可能不同，線速度不同的點(diǎn)，角速度可能相同。我還想知道： 課后作業(yè)基礎(chǔ)鞏固1.對(duì)如圖6-5-4所示的皮帶傳動(dòng)裝置，下列說法中正確的是（ ）a.a輪帶動(dòng)b輪沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)b.b輪帶動(dòng)a輪沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)c.c輪帶動(dòng)d輪沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)d.d輪帶動(dòng)c輪沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)2.半徑為r和r的圓柱體靠摩擦傳動(dòng)，已知r=2r，a、b分別在大小圓柱的邊緣上，o2c=r，如圖656所示.若兩圓柱之間沒有打滑現(xiàn)象，則va : vb : vc= ，a : b : c= .3.應(yīng)用題由于地球的自轉(zhuǎn)，則關(guān)于地球上的物體的角速度、線速度的大小，以下說法正確的是( )a.在赤道上的物體線速度最大b.在兩極上的物體線速度最大c.赤道上物體的角速度最大d.處于北京和南京的物體的角速度大小相等4.應(yīng)用題已知某人騎自行車1.0min蹬10圈，車輪與腳蹬輪盤轉(zhuǎn)數(shù)之比為3:1，車輪半徑為1.0m，求車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小能力提升5.應(yīng)用題機(jī)械手表中分針、秒針可視為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，分針與秒針從第一次重合到第二次重合，中間經(jīng)過的時(shí)間為( )圖5-5-10a.1min b.5960min c.6059min d.6160min6.如圖5-5-10所示，a、b是兩只相同的齒輪，a被固定不能轉(zhuǎn)動(dòng)。若b齒輪繞a齒輪運(yùn)動(dòng)半周，到達(dá)圖中的c位置，則b齒輪上所標(biāo)出的豎直方向上的箭頭所指的方向是（ ）a.豎直向上 b.豎直向下 c.水平向左 d.水平向右7. 創(chuàng)新題半徑為r的水平大圓盤以角速度旋轉(zhuǎn)，如圖6510所示，有人在盤邊上p點(diǎn)隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，他想用槍擊中圓盤中心的目標(biāo)o，若子彈的速度為vo，則（ ）a.槍應(yīng)瞄