圓周運動教材分析

1、教 材 分 析第二章 圓周運動本章內(nèi)容在物理學中的地位和作用本章內(nèi)容在物理學中的地位和作用1、延續(xù)作用，它是前面學習的直線運動、延續(xù)作用，它是前面學習的直線運動和牛頓運動定律知識的不斷延續(xù)；和牛頓運動定律知識的不斷延續(xù)； 2、深化鞏固作用，本章內(nèi)容的學習有利、深化鞏固作用，本章內(nèi)容的學習有利于進一步加深對力和運動關系的認識，前于進一步加深對力和運動關系的認識，前面所學習的力學知識通過在新的物理情景面所學習的力學知識通過在新的物理情景中（圓周運動）運用得到了升華，同時也中（圓周運動）運用得到了升華，同時也得到了進一步的鞏固；得到了進一步的鞏固； 3、奠基作用，本章內(nèi)容的學習肩負著為、奠基作用，本

2、章內(nèi)容的學習肩負著為后續(xù)知識的學習奠基的作用，后面我們將后續(xù)知識的學習奠基的作用，后面我們將要學習到要學習到電場電場和和磁場磁場，帶電粒子，帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的勻速圓周運動在勻強電場和勻強磁場中的勻速圓周運動都是本章知識的進一步遷移和運用。都是本章知識的進一步遷移和運用。 課時安排：課時安排： 1 1、圓周運動（、圓周運動（描述圓周運動快慢的物理描述圓周運動快慢的物理量、勻速圓周運動的周期性與多解性量、勻速圓周運動的周期性與多解性）（2 2）2 2、勻速圓周運動的向心力和向心加速度、勻速圓周運動的向心力和向心加速度（2 2） 3 3、圓周運動的實例分析（勻速圓周運動、圓周運動的實例

3、分析（勻速圓周運動和豎直面內(nèi)的圓周運動）（和豎直面內(nèi)的圓周運動）（2 2）4 4、綜合復習（、綜合復習（2 2） 本章重點本章重點 本章難點本章難點 一、描述圓周運動的物理量一、描述圓周運動的物理量1.各量的物理意義各量的物理意義2.各矢量的方向各矢量的方向4.各量之間的關系各量之間的關系3.各量的單位（各量的單位（radian/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圓周運動的周期性引起的多解問題圓周運動的周期性引起的多解問題 如圖所示如圖所示, , 半徑為半徑為R

4、 R的水平圓板繞豎的水平圓板繞豎直軸做勻速圓周運動直軸做勻速圓周運動, ,當半徑當半徑OBOB轉到某一轉到某一方向時方向時, ,在圓板中心正上方在圓板中心正上方h h處以平行于處以平行于OBOB方向水平拋出一小球方向水平拋出一小球, ,小球拋出時的速度小球拋出時的速度及圓板轉動的角速度為多大時及圓板轉動的角速度為多大時, ,小球與圓小球與圓板只碰一次板只碰一次, ,且相碰點為且相碰點為B B？ 【點評點評】圓周運動具有周期性圓周運動具有周期性, ,該類問題該類問題常出現(xiàn)多解問題常出現(xiàn)多解問題. .有些題目會涉及圓周運有些題目會涉及圓周運動和平拋運動這兩種不同的運動動和平拋運動這兩種不同的運動,

5、 ,這兩種這兩種不同運動規(guī)律在解決同一問題時不同運動規(guī)律在解決同一問題時, ,必然有必然有一個物理量在起橋梁作用一個物理量在起橋梁作用, ,把兩種不同運把兩種不同運動聯(lián)系起來動聯(lián)系起來, ,這一物理量常常是這一物理量常常是“時間時間”. . 如圖所示如圖所示, 直徑為直徑為d的紙制圓筒以角速的紙制圓筒以角速度度繞垂直紙面的軸繞垂直紙面的軸O勻速轉動（圖示為勻速轉動（圖示為截面）截面）.從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒筒.若子彈在圓筒旋轉不到半周時若子彈在圓筒旋轉不到半周時,在圓周在圓周上留下上留下a、b兩個彈孔兩個彈孔.已知已知aO和和bO夾角夾角為為,求子彈的速度求

6、子彈的速度. 如圖同軸的兩薄紙圓盤，相距為如圖同軸的兩薄紙圓盤，相距為L，以角速以角速度度 勻速轉動，一顆子彈從左邊平行于軸射向勻速轉動，一顆子彈從左邊平行于軸射向圓盤，在兩盤上留下兩彈孔，兩彈孔與盤心的圓盤，在兩盤上留下兩彈孔，兩彈孔與盤心的連線間的夾角為連線間的夾角為60 ，試確定子彈的可能速度值，試確定子彈的可能速度值及最大可能速度值。及最大可能速度值。 機械傳動問題機械傳動問題三種傳動：皮帶傳動、摩擦傳動、三種傳動：皮帶傳動、摩擦傳動、齒輪傳動都抓住相同量齒輪傳動都抓住相同量1.同一物體繞同一軸轉動時，物體同一物體繞同一軸轉動時，物體上各點角速度、轉速、周期相同上各點角速度、轉速、周期

7、相同2.與皮帶相接觸的輪邊緣各點、或與皮帶相接觸的輪邊緣各點、或直接相接觸的輪邊緣各點線速度大直接相接觸的輪邊緣各點線速度大小相同小相同機械傳動問題機械傳動問題（09上海）小明同學在學習了圓周運動的知上海）小明同學在學習了圓周運動的知識后，設計了一個課題，名稱為：快速測量識后，設計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎行速度。他的設想是：通過計算自行車的騎行速度。他的設想是：通過計算踏腳板轉動的角速度，推算自行車的騎行速踏腳板轉動的角速度，推算自行車的騎行速度。經(jīng)過騎行，他得到如下數(shù)據(jù)：在時間度。經(jīng)過騎行，他得到如下數(shù)據(jù)：在時間t內(nèi)內(nèi)踏腳板轉動的圈數(shù)為踏腳板轉動的圈數(shù)為N，那么踏腳板轉動的，那

8、么踏腳板轉動的角速角速w= ；要推算自行車的騎行速度，還需；要推算自行車的騎行速度，還需要測量的物理有要測量的物理有 ，自行車騎行速度的計算公自行車騎行速度的計算公V= 。復習提問復習提問 ： 例、例、如圖皮帶傳動裝置，不打滑，求如圖皮帶傳動裝置，不打滑，求A、B、C三質三質點的線速度之比，角速度之比，向心加速度之比，點的線速度之比，角速度之比，向心加速度之比，向心力之比。向心力之比。 4r 2r r C A B m 3m 2mABCR421114v424a4216二、勻速圓周運動的向心力和向吣加速二、勻速圓周運動的向心力和向吣加速度度 播放一些視頻或圖片：如圓錐擺播放一些視頻或圖片：如圓錐擺

9、（旋轉秋千）、火車轉彎、汽車轉彎、（旋轉秋千）、火車轉彎、汽車轉彎、過山車、汽車過橋等，學生親自做實過山車、汽車過橋等，學生親自做實驗，如水流星表演、小球從斜面上不驗，如水流星表演、小球從斜面上不同高度釋放，小球在豎直面的圓運動同高度釋放，小球在豎直面的圓運動情況等，讓學生體會物理離我們很近，情況等，讓學生體會物理離我們很近，真正感受力與運動關系。真正感受力與運動關系。三、圓周運動的實例分析三、圓周運動的實例分析圓周運動的實例分析圓周運動的實例分析1.勻速圓周運動勻速圓周運動通過兩個實例通過兩個實例分析，總結解決勻速圓周運動問題分析，總結解決勻速圓周運動問題的方法關鍵：受力分析、確定的方法關鍵

10、：受力分析、確定圓軌跡所在平面，確定圓心、半徑，圓軌跡所在平面，確定圓心、半徑，用牛頓第二定律列方程用牛頓第二定律列方程向心力方向心力方向向 圓錐擺圓錐擺火車轉彎火車轉彎GNF合合圓周運動的實例分析圓周運動的實例分析2.豎直面內(nèi)的圓周運動豎直面內(nèi)的圓周運動通過實例，通過實例，水流星表演或翻滾過山車，用牛頓第二水流星表演或翻滾過山車，用牛頓第二定律分析圓運動的最高點受力和速度，定律分析圓運動的最高點受力和速度，進一步分析桿支撐物體在豎直面內(nèi)做變進一步分析桿支撐物體在豎直面內(nèi)做變速圓周運動，總結它們在圓周的最高點速圓周運動，總結它們在圓周的最高點的受力和速度的共同點和不同點，及最的受力和速度的共同點和不同點，及最低點受力與最高點的不同點。再拓展到低點受力與最高點的不同點。再拓展到汽車過橋問題、物體在豎直圓管內(nèi)的運汽車過橋問題、物體在豎直圓管內(nèi)的運動問題等，最后抽象出物理模型。動問題等，最后抽象出物理模型。rmF2曲曲線線運運動動平平拋拋圓圓周周恒力恒力變力變力分解運動分解運動水平水平豎直豎直分解力分解力切線方向切線方向改變速度大小