高中物理必修2、曲線運(yùn)動(dòng)教案

1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相同這種運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)。舉例：地球和各個(gè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，都認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量（1）線速度a：分析：物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t增大幾倍，通過(guò)的弧長(zhǎng)也增大幾倍，所以對(duì)于某一勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，s與t的比值越大，物體運(yùn)動(dòng)得越快。b：線速度1）線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。2）線速度是矢量，它既有大小，也有方向。3）線速度的大小4）線速度的方向在圓周各點(diǎn)的切線方向上5）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎？6）得到：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。（2）角速度對(duì)某

2、一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，角速度是恒定的（3）周期、頻率和轉(zhuǎn)速（4）線速度、角速度、周期之間的關(guān)系a：既然線速度、角速度、周期都是用來(lái)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，那么他們之間有什么樣的關(guān)系呢？1）它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫 ，用T表示。它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為 ，由此可知它的線速度為 。2）一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 ，物體的角速度為 。d：討論1）當(dāng)v一定時(shí)，與r成反比2）當(dāng)一定時(shí)及v與r成正比3）當(dāng)r一定時(shí)，v與成正比例1：分析下圖中，A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系？1 / 6分析得到：主動(dòng)輪通過(guò)皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過(guò)程中，皮帶（鏈條）上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等。例2：分

3、析下列情況下，輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系？分析得到：同一輪上各點(diǎn)的角速度相同。三、鞏固訓(xùn)練（一）填空1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度的 不變， 時(shí)刻在變，所以線速度是 （填恒量或變量），所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，勻速的含義是 。2、對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，哪些物理量是一定的？（二）某電鐘上秒針、分針、時(shí)針的長(zhǎng)度比為d1：d2：d31：2：3，求A：秒針、分針、時(shí)針尖端的線速度之比B：秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比。向心加速度、向心力我們已經(jīng)知道，如果物體不受力，它將作勻速直線運(yùn)動(dòng)。我們還知道，力的作用效果之一是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即改變物體速度的大小或（和）方向。所以沿著圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受力。作

4、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度指向圓心方向，被稱為向心加速度。作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，要受到向心加速度的作用1）大?。?或 是不變的。2）方向：指向圓心方向，沿半徑方向，時(shí)刻變化。3）作用：只改變速度的方向，而不改變速度的大小。如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置，左邊是主動(dòng)輪，右邊是一個(gè)輪軸，RARC=12，RARB=23。假設(shè)在傳動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑，則皮帶輪邊緣上的A、B、C三點(diǎn)的角速度之比是_；線速度之比是_；向心加速度之比是_向心力向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度都有關(guān)系，且給出公式：Fmr2（說(shuō)明該公式的得到方法，空氣變量法、定量測(cè)數(shù)據(jù)） 推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式（推導(dǎo)驗(yàn)證試驗(yàn)課本上有）練習(xí)：

5、1、向心加速度只改變速度的 ，而不改變速度的 。2、一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它的轉(zhuǎn)速度為原來(lái)的2倍時(shí)，它的線速度、向心力分別變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍？如果線速度不變，當(dāng)角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，它的軌道半徑和所受的向心力分別為原來(lái)的幾倍【例題1】A、B兩質(zhì)點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，mAmB=RARB=12，當(dāng)A轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)時(shí)，B正好轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)，則兩質(zhì)點(diǎn)所受向心力之比為多少？解：設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，nA=60轉(zhuǎn)，nB=45轉(zhuǎn)質(zhì)點(diǎn)所受的向心力F=m2R=m()2·Rt相同，F(xiàn)mn2R圖 1。題后總結(jié)：解這類題時(shí)，關(guān)鍵在于熟練掌握向心力和向心加速度的表達(dá)式并能靈活應(yīng)用。【例題2】如圖1，A、B、C三個(gè)物體放在水平旋

6、轉(zhuǎn)的圓盤上，三物與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦因數(shù)均為，A的質(zhì)量是2m，B和C的質(zhì)量均為m，A、B離軸距離為R，C離軸2R，若三物相對(duì)盤靜止，則 A每個(gè)物體均受重力、支持力、靜摩擦力、向心力四個(gè)力作用BC的向心加速度最大 CB的摩擦力最小圖 2D當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，C比B先滑動(dòng)，A和B同時(shí)滑動(dòng)答案：BCD【例題3】如圖，線段OA=2AB，AB兩球質(zhì)量相等，當(dāng)它們繞O點(diǎn)在光滑的水平桌面上以相同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩線段拉力之比TBA：TOB為 A23 B32C53 D21 答案：A1關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是A由a=可知，a與r成反比B由a=2r可知，a與r成正比C由v=r可知，與r成反比D由=

7、2n可知，與n成反比2如圖所示的兩輪以皮帶傳動(dòng)，沒有打滑，A、B、C三點(diǎn)的位置關(guān)系如圖，若r1>r2，O1C=r2， 則三點(diǎn)的向心加速度的關(guān)系為圖AaA=aB=aCBaC>aA>aBCaC<aA<aB DaC=aB>aA3下列關(guān)于向心力的說(shuō)法中，正確的是A物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)向心力B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心力為其所受的合外力C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心力不變D向心加速度決定向心力的大小4有長(zhǎng)短不同，材料相同的同樣粗細(xì)的繩子，各拴著一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么（ ）A兩個(gè)小球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷B兩個(gè)小球以相同

8、的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷C兩個(gè)球以相同的周期運(yùn)動(dòng)時(shí)，短繩易斷D不論如何，短繩易斷5一質(zhì)量為m的木塊，由碗邊滑向碗底，碗內(nèi)表面是半徑為r的球面，由于摩擦力的作用， 木塊運(yùn)動(dòng)的速率不變，則（ ）A木塊的加速度為零B木塊所受合外力為零C木塊所受合外力的大小一定，方向改變D木塊的加速度大小不變6關(guān)于向心加速度，下列說(shuō)法正確的是（ ）A它描述的是線速度方向變化的快慢B它描述的是線速度大小變化的快慢圖4C它描述的是向心力變化的快慢D它描述的是轉(zhuǎn)速的快慢7如圖所示，原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧，勁度系數(shù)為k， 一端系在圓盤的中心O，另一端系一質(zhì)量為m的金屬 球，不計(jì)摩擦，當(dāng)盤和球一起旋轉(zhuǎn)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)， 則盤旋轉(zhuǎn)的向心加速度為_，角速度為_。8小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為R，向心加速率為a，則A小球受到的合力是一個(gè)恒力B小球運(yùn)動(dòng)的角速度為C小球在時(shí)間t內(nèi)