第2課時(shí) 圓周運(yùn)動(dòng)

第2課時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)梳理考點(diǎn)透析隨堂演練微課拓展知識(shí)梳理教材導(dǎo)引以題扣點(diǎn)教材導(dǎo)讀1.閱讀教材,說(shuō)明角速度單位與轉(zhuǎn)速單位的不同之處及二者之間的關(guān)系.答案:在國(guó)際單位制中,角速度的單位是弧度每秒,符號(hào)是rad/s.轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)每秒,符號(hào)為r/s;或轉(zhuǎn)每分,符號(hào)為r/min.二者間的關(guān)系為ω=2πn.2.教材必修2圖4-2中,當(dāng)你坐在過(guò)山車上經(jīng)軌道上端時(shí),雖然頭朝下,但你會(huì)感覺(jué)緊緊坐在座位上,為何會(huì)有這樣的感覺(jué)?答案:當(dāng)過(guò)山車經(jīng)過(guò)軌道上端,由于運(yùn)行速度很大,你需要很大的向心力,而你的重力不能滿足需要而有向軌道外側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),結(jié)果座位對(duì)你產(chǎn)生壓力,就會(huì)感覺(jué)緊緊坐在座位上.基礎(chǔ)提點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)一描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1.描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量見(jiàn)附表2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力(1)定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的一個(gè)始終指向圓心的

力.(2)作用效果:產(chǎn)生向心加速度,只改變速度的

,不改變速度的

.等效方向大小mrω2

(4)來(lái)源:可由一個(gè)力提供,也可以由幾個(gè)力的

提供,還可以由一個(gè)力的

提供.合力分力【試練1】

某型石英表中的分針與時(shí)針可視為做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),分針的長(zhǎng)度是時(shí)針長(zhǎng)度的1.5倍,則下列說(shuō)法中正確的是(

)A.分針的角速度與時(shí)針的角速度相等B.分針的角速度是時(shí)針角速度的60倍C.分針端點(diǎn)的線速度是時(shí)針端點(diǎn)線速度的18倍D.分針端點(diǎn)的向心加速度是時(shí)針端點(diǎn)向心加速度的1.5倍C勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)二定義線速度

不變的圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)向心力F向大小

,方向變化向心加速度a向大小

,方向變化線速度v大小不變,方向變化角速度ω不變合力F向=F合,合力

不變,方向始終與速度方向

,且指向圓心大小不變不變大小垂直BC解析:由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義知選項(xiàng)B、C正確;位移和平均速度是矢量,其方向不同,故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤.離心運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)三1.本質(zhì):做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著圓周

飛出去的傾向.2.受力特點(diǎn)(如圖所示)(1)當(dāng)F=

時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng);(2)當(dāng)F=0時(shí),物體沿

飛出;(3)當(dāng)F<

時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心,F為實(shí)際提供的向心力;(4)當(dāng)F>mrω2時(shí),物體逐漸向

靠近.切線方向mrω2切線方向mrω2圓心【試練3】

下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是(

)A.當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí),它將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng)C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí),它將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí),它將做曲線運(yùn)動(dòng)解析:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),合外力必須滿足物體所需要的向心力F=mω2r.若F=0,物體由于慣性而沿切線飛出,若F<mω2r,物體由于慣性而遠(yuǎn)離圓心,并不是受到離心力作用.所以選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.C考點(diǎn)透析突破重難課堂探究考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析1.對(duì)公式v=ωr的理解當(dāng)r一定時(shí),v與ω成正比;當(dāng)ω一定時(shí),v與r成正比;當(dāng)v一定時(shí),ω與r成反比.3.常見(jiàn)的兩種傳動(dòng)方式及特點(diǎn)(1)皮帶及摩擦傳動(dòng):如圖(甲)、(乙)、(丙)所示,兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB.(2)同軸傳動(dòng):如圖(丁)所示,兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等,即ωA=ωB.D思路探究:(1)a輪與b輪邊緣的線速度大小關(guān)系如何?答案:a輪與b輪邊緣的線速度大小相等.(2)a輪與A盤、b輪與B盤的角速度分別有何關(guān)系?答案:a輪與A盤的角速度相等,b輪與B盤的角速度相等.方法技巧(1)同軸傳動(dòng):固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)角速度相同.(2)皮帶傳動(dòng):不打滑的摩擦傳動(dòng)和皮帶(或齒輪)傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小相等.傳動(dòng)裝置特點(diǎn)變式訓(xùn)練1-1:如圖所示是一個(gè)玩具陀螺,a、b和c是陀螺表面上的三個(gè)點(diǎn).當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),下列表述正確的是(

)A.a、b和c三點(diǎn)的線速度大小相等B.b、c兩點(diǎn)的線速度始終相同C.b、c兩點(diǎn)的角速度比a點(diǎn)的大D.b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大解析:當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),a、b和c三點(diǎn)的角速度相同,a半徑小,線速度要比b、c的小,故選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤;b、c兩點(diǎn)的線速度大小始終相等,但方向不相同,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由a=ω2r可得b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大,選項(xiàng)D正確.D考點(diǎn)二圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析思路探究:(1)小物塊受到的摩擦力恰好為零時(shí),哪幾個(gè)力的合力提供向心力?答案:小物塊受到的重力和支持力的合力提供向心力.(2)當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω>ω0(或ω<ω0)時(shí),物塊相對(duì)陶罐有向哪運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)?答案:當(dāng)ω>ω0(或ω<ω0)時(shí),物塊做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力大于(或小于)ω=ω0時(shí)的向心力,物塊相對(duì)陶罐有向上(或向下)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).(3)若ω=(1±k)ω0.用正交分解法處理小物塊的受力時(shí),豎直方向上的合力與水平方向上的合力有什么不同?答案:豎直方向上的合力為零,而水平方向上的合力不為零,提供小物塊的向心力.答案:見(jiàn)規(guī)范解答物理建?！皥A錐擺”運(yùn)動(dòng)模型在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一類問(wèn)題——“圓錐擺”運(yùn)動(dòng),由重力和彈力(可以是支持力,也可以是繩子的拉力)的合力提供向心力,如圖所示.D考點(diǎn)三豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)“輕繩模型”和“輕桿模型”見(jiàn)附表D思路探究:(1)小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn)的臨界條件是什么?答案:在最高點(diǎn)圓環(huán)對(duì)小球的彈力為零,由重力提供向心力.(2)小球能通過(guò)最高點(diǎn),要保證環(huán)在豎直方向沒(méi)有跳起,則球在最高點(diǎn)對(duì)環(huán)的作用力應(yīng)滿足什么條件?答案:在最高點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的作用力N≤2mg(A、B的重力).方法總結(jié)豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的求解關(guān)鍵AC微課拓展探究動(dòng)向拓寬視野水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題探究AC命題探究1.高考命題新動(dòng)向水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題是近年來(lái)高考命題的新動(dòng)向,例如:2013年全國(guó)新課標(biāo)理綜Ⅱ中創(chuàng)設(shè)了汽車急轉(zhuǎn)彎恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)的情景,2014年全國(guó)新課標(biāo)理綜Ⅰ中有求解水平圓盤上小木塊開(kāi)始滑動(dòng)的臨界角速度的問(wèn)題.2.解題的關(guān)鍵點(diǎn)(1)向心力的方向水平,豎直方向的合力為零.(2)作幾何圖形確定圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和半徑.類型拓展C隨堂演練即時(shí)跟蹤精彩一測(cè)1.(勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件和性質(zhì))(多選)關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法,正確的是(

)A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小保持不變,所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有加速度B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,雖然速度大小不變,但方向時(shí)刻都在改變,所以必有加速度C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度的大小保持不變,所以是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度大小雖然不變,但加速度的方向始終指向圓心,加速度的方向時(shí)刻在改變,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)