新教材人教版高中物理必修第二冊 第六章 圓周運(yùn)動 教學(xué)設(shè)計(jì)

第六章圓周運(yùn)動

6.1圓周運(yùn)動...........................................................-1-

6.2向心力............................................................-11-

6.3向心加速度........................................................-20-

6.4生活中的圓周運(yùn)動..................................................-29-

6.1圓周運(yùn)動

科目物理課題圓周運(yùn)動課時1課時

一.知識與技能

1.理解勻速圓周運(yùn)動的特點(diǎn)，能舉例說明生活中的圓周運(yùn)動；

2.理解線速度、角速度和周期的物理意義，正確表述其定義式和關(guān)

系式；

教學(xué)3.能夠運(yùn)用相關(guān)公式分析解決三種傳動裝置問題。

目標(biāo)二.過程與方法

與1.通過對生活中發(fā)生的圓周運(yùn)動的觀察，提高學(xué)生對事物變化的分

核心析和概括能力；

素養(yǎng)2.經(jīng)歷圓周運(yùn)動探究的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生

對新知識的探索的能力。

三.情感態(tài)度與價值觀

1.在解決勻速圓周運(yùn)動快慢問題時，體會一種運(yùn)動可以從多個不同

的方面分析研究，理解事物的多面性，學(xué)會事物之間普遍聯(lián)系的思

維。

2.通過學(xué)生間對于生活中的圓周運(yùn)動現(xiàn)象的討論與思考，培養(yǎng)學(xué)生

獨(dú)立思考的能力，同時加強(qiáng)團(tuán)結(jié)互助能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)公式去分析解決生活中的三種傳動裝置問題，

逐步培養(yǎng)對于科學(xué)研究的興趣和對生活的關(guān)注。

教學(xué)重點(diǎn)：1.對于線速度、角速度和周期概念的理解以及物理量

教學(xué)之間的聯(lián)系；

重、2.理解勻速圓周運(yùn)動的特點(diǎn)；

難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：1.理解線速度、角速度的物理意義；

2.理解勻速圓周運(yùn)動的線速度方向。

教學(xué)課件演示

準(zhǔn)備

教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖

一.導(dǎo)入新課：

利用課件向?qū)W生展示圖片、視頻等，并讓學(xué)生

認(rèn)真觀察這些事物所做的運(yùn)動有什么共同之通過生活中

處，讓學(xué)生觀察到圓周運(yùn)動有什么運(yùn)動特點(diǎn)。常見的游戲

........?.運(yùn)動激發(fā)學(xué)

?一???

????

生的學(xué)習(xí)興

*

???

??

?;?學(xué)生觀察圖片思趣，引出本節(jié)

?***

?*個』考討論課題

教?.-tV

學(xué)

過【教師提出問題】對類似上述的運(yùn)動應(yīng)該

程怎樣分析呢？下面讓我們從來學(xué)習(xí)今天的內(nèi)

容——圓周運(yùn)動。

二.講授新課：

（1）鼓勵學(xué)生舉例日常生活中的圓周運(yùn)動。

如：鐘表、電扇等。學(xué)生舉例生活中通過去發(fā)

【教師提出問題】怎樣的運(yùn)動叫做圓周的圓周運(yùn)動現(xiàn)生活中

運(yùn)動？得出圓周運(yùn)動的概念。物體做圓

圓周運(yùn)動：把質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是圓或者圓弧周運(yùn)動，觀

的一部分的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動。察圓周運(yùn)

【提出問題】如圖所示，將自行車后輪架起，動的狀態(tài)，

轉(zhuǎn)動腳踏板，注意觀察：大、小兩個齒輪邊緣加深理解

上的點(diǎn)，哪個運(yùn)動得更快些?同一個齒輪上到圓周運(yùn)動

轉(zhuǎn)軸的距離不同的點(diǎn)，哪個運(yùn)動得更快些？

需要找出圓周運(yùn)動

后輪—

1區(qū)別于直線運(yùn)動的

最顯著運(yùn)動特征

鍛煉學(xué)生的

學(xué)生討論，出現(xiàn)不同意見。

思考能力

【解答】從通過的弧長來看，大、小兩個齒

輪邊緣上的點(diǎn)運(yùn)動快慢相同;從齒輪邊緣與圓

心的連線掃過的圓心角來看，小齒輪運(yùn)動得

快。

同一齒輪上到轉(zhuǎn)軸不同的點(diǎn)，從通過的弧

長來看，外側(cè)的點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快，從轉(zhuǎn)過的圓心角

來看，距離不同的點(diǎn)轉(zhuǎn)動一樣快。

［教師總結(jié)】確定圓周運(yùn)動中各點(diǎn)運(yùn)動快慢

的方法：

思考：如何描述

(1)通過確定物體單位時間內(nèi)通過的弧長，

圓周運(yùn)動的快

來描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的快慢；

慢？

(2)通過確定物體與圓心的連線在單位時間

掃過的圓心角，來描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢；

(3)通過確定物體運(yùn)動一周所需時間的長短，

來描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢；

(4)通過確定物體單位時間內(nèi)完成圓周運(yùn)動

的圈數(shù)，來描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢。

【教師提出問題】那么，我們?yōu)槭裁磿?/p>

這么多不同的方法描述圓周運(yùn)動的快慢？因

為到目前為止還沒有大家認(rèn)同的描述方法。

【教師引導(dǎo)】

1、單位時間通過的弧長一一線速度

如圖所示，物體沿圓弧由M向N運(yùn)動，

在某時刻t經(jīng)過A點(diǎn)。為了描述物體經(jīng)過A通過理解

點(diǎn)附近運(yùn)動的快慢，可以取一段很短的時間線速度的

t,物體在這段時間內(nèi)由A運(yùn)動到B,通過的通過教師的引導(dǎo)物理意義，

弧長為So弧長s與時間t之比反映了物體正確的理解線速從而理解

在A點(diǎn)附近運(yùn)動的快慢，如果t非常非常小，度的公式和物理勻速圓周

就可以表示物體在A點(diǎn)時運(yùn)動的快慢。意義運(yùn)動中的

“勻速”

。YTAO&As

:

我們通常把它稱為線速度，用符號V表

示，則有

△s

V=——

△t

線速度的方向?yàn)槲矬w做圓周運(yùn)動時該點(diǎn)

的切線方向。

如果物體沿著圓周運(yùn)動，并且線速度的大

小處處相等，這種運(yùn)動叫作勻速圓周運(yùn)動。應(yīng)

該注意的是，勻速圓周運(yùn)動的線速度方向是在

時刻變化的，因此它是一種變速運(yùn)動，這里的

“勻速”是指速率不變。

2、單位時間掃過的圓心角一一角速度

通過自行車的運(yùn)動情況我們可看出，在自

行車運(yùn)動過程中，大、小齒輪邊緣的點(diǎn)在相同引導(dǎo)學(xué)生

時間內(nèi)通過的弧長是相等的，即線速度大小相自主總結(jié)

等。那么，由于兩個齒輪的半徑不同，相等時了解線速

間內(nèi)它們轉(zhuǎn)過的角度不同。正確理解角速度度和角速

對此,引入本節(jié)課第二個物理量一一角速的物理意義，明確度

度,用來描述做勻速圓周運(yùn)動的物體繞圓心轉(zhuǎn)角速度是一個標(biāo)

動的快慢。

如上圖所示,設(shè)物體做圓周運(yùn)動的半徑為

r,由力運(yùn)動到6的時間為At,弧四對應(yīng)的

圓心角為A6L半徑0A在這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的

角△。與所用時間AC之比叫做角速度，用符

號表示

△e

CD二---

AZ

角速度的單位由角的單位和時間的單

位共同決定。所以角的單位是弧度每秒，符號

是rad/s。

由于勻速圓周運(yùn)動是線速度大小不變理解圓周運(yùn)動的

的運(yùn)動，物體在相等時間內(nèi)通過的弧長相等，特殊性，描述圓周

所以物體在相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度也相等。因運(yùn)動的周期性。

此可以說,勻速圓周運(yùn)動是角速度不變的圓周

運(yùn)動。

3、物體運(yùn)動一周所需時間一一周期

理解轉(zhuǎn)速單位，計(jì)

坐在摩天輪上的時候，座艙轉(zhuǎn)動一周又會

算時注意轉(zhuǎn)速單

回到相同的位置。圓周運(yùn)動具有特殊性，物體

位換算。

運(yùn)動一周后又會返回到初始位置，周而復(fù)始地

運(yùn)動著。所以，為了描述圓周運(yùn)動的這種周期

性，我們需要周期這個物理量。

做勻速圓周運(yùn)動的物體，運(yùn)動一周所用的通過教師

時間叫做周期，用7?表示。單位與時間的單位提問學(xué)生

相同。思考回答

同樣的,物體單位時間內(nèi)完成圓周運(yùn)動的教師引導(dǎo)

圈數(shù)，我們用轉(zhuǎn)速這個物理量來描述。轉(zhuǎn)速是的方式幫

指物體轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與所用時間之比，常用符號助學(xué)生充

n來表示，單位為轉(zhuǎn)每秒(r/s),或轉(zhuǎn)每分分的理解

(r/min).注意運(yùn)算時，將轉(zhuǎn)速的單位換算成勻速圓周

弧度每秒再進(jìn)行計(jì)算。運(yùn)動以及

【教師總結(jié)】描述勻速圓周運(yùn)動快慢需描述圓周

要的物理量：線速度、角速度、周期、運(yùn)動的物

轉(zhuǎn)速理量

、.A<?

(1)線速度：r=—單位：m/s

△1

理解各個物理量

(2)角速度：co—單位：rad/s

At之間的關(guān)系，通過

計(jì)算得出物理量

(3)周期：T轉(zhuǎn)速：n之間的關(guān)系式

【教師引導(dǎo)】線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速

之間的關(guān)系

【教師引導(dǎo)補(bǔ)充】

生活中的勻速圓周運(yùn)動——三種傳動裝置

(1)共軸傳動

A、B兩點(diǎn)在同一個圓盤，轉(zhuǎn)動方向相同，

半徑不同

通過觀察,并且聯(lián)觀察生活

系實(shí)際發(fā)現(xiàn)各點(diǎn)中圓周運(yùn)

轉(zhuǎn)動周期、角速度

相等動，并且應(yīng)

用關(guān)系式

(2)皮帶(鏈條)傳動

兩個輪子邊緣用皮帶相鏈接,并且皮帶不

打滑通過觀察，并且聯(lián)

系實(shí)際發(fā)現(xiàn)與皮

帶相連的點(diǎn)的線

速度大小相等，角

速度與其半徑成

反比，周期與其半

徑成正比

(3)齒輪傳動

兩個齒輪在同一時間內(nèi)轉(zhuǎn)動的齒數(shù)相等

鞏固本節(jié)知

輪邊緣上各點(diǎn)的識

4線速度大小相等

三.課堂練習(xí)：

1、對于某勻速圓周運(yùn)動的物體，下列說法中

錯誤的是()

A.周期不變B.角速度不變

C.轉(zhuǎn)速不變D.線速度不變

答案：D

2、在任意相等時間內(nèi)，物體的速度變化不相同

的運(yùn)動是（）

A.勻減速直線運(yùn)動B.勻速圓周運(yùn)動

C.平拋運(yùn)動D.自由落體運(yùn)動

答案：B

3、如圖所示，一偏心輪繞垂直紙面的軸。勻

速轉(zhuǎn)動，a和6是輪邊緣上的兩個點(diǎn)，則偏心

輪轉(zhuǎn)動過程中4、匕兩點(diǎn)（）

0

A.角速度大小相同B.線速度大小相

同鞏固本節(jié)知

C.周期大小不同D.轉(zhuǎn)速大小不同識

學(xué)生練習(xí)

答案：A

4、如圖所示，自行車的大齒輪、小齒輪、后

輪三個輪子的半徑不一樣，它們的邊緣有三個

點(diǎn)4,B,C下列說法中正確的是（）

大齒珞"1"大小齒輪

輪

A.A,8的角速度相同

B.A,C的角速度相同

C.B,C的線速度相同

D.B,C的角速度相同

答案：D

5、如圖甲所示，修正帶是通過兩個齒輪的相

互咬合進(jìn)行工作的，其原理可簡化為圖乙所

示.則齒輪邊緣上4、6兩點(diǎn)具有相同的（）

.8

甲乙

A.線速度的大小B.周期

C.向心加速度的大小D.角速度

答案：A

學(xué)生練習(xí)

§6.1圓周運(yùn)動

一、描述勻速圓周運(yùn)動的物理量

(1)線速度的定義式和物理意義

板書(2)角速度的定義式和物理意義

設(shè)計(jì)(3)周期、轉(zhuǎn)速

二、線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速的關(guān)系

(1)各個物理量的比較

(2)線速度和角速度的關(guān)系式

三、三種傳動裝置

教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)多學(xué)知識進(jìn)行自主交流探究，根據(jù)學(xué)生表述，查漏補(bǔ)缺，

后記并有針對性地進(jìn)行講解補(bǔ)充。

6.2向心力

科目物理課題向心力課時1課時

知識與技能

L經(jīng)過細(xì)繩與沙袋力的大小的變化，感受向心力的變化，掌握向心

力變化的方法；

2.理解向心力的大小和方向，并能用其處理簡單的物理問題；

教學(xué)二.過程與方法

目標(biāo)L通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，提高學(xué)生對事物變化的分析和概括能力；

與2.經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、

核心分析、

素養(yǎng)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

三.情感態(tài)度與價值觀

1.體驗(yàn)對細(xì)繩牽引沙袋力的大小變化，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

2.通過觀察向心力演示器的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)他們謙虛好學(xué)的思想和實(shí)事

求是的態(tài)度。

3.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用控制變量法解決物理問題的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)

生的創(chuàng)造性思維過程以及初步的觀察、分析和概括能力。

教學(xué)重點(diǎn)：1.可以正確的判斷出勻速圓周運(yùn)動向心力的大小及方

教學(xué)向；

重、2.明確對于向心力的理解以及向心力的來源。

難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：1.兩種圓周運(yùn)動的比較；了解變速圓周運(yùn)動；

2.利用向心力的公式解決圓周運(yùn)動實(shí)際問題；探究向

心力大小和運(yùn)動學(xué)之間的關(guān)系。

教學(xué)教具：圖釘、細(xì)繩、、小球、沙袋、向心力演示器

準(zhǔn)備

教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖

一.導(dǎo)入新課：

游樂場里有各種有趣的游戲項(xiàng)目?？罩酗w椅

因其刺激性而深受很多年輕人的喜愛.飛椅通過生活

與人一起做勻速圓周運(yùn)動的過程中，受到了中常見的

哪些力?所受合力的方向有什么特點(diǎn)？學(xué)生觀察圖片思游戲運(yùn)動

激發(fā)學(xué)生

的學(xué)習(xí)興

教趣，引出本

節(jié)課題

學(xué)

過

程

【教師提出問題】對類似上述的運(yùn)動應(yīng)該

怎樣分析呢？下面讓我們從一個簡單的平

面運(yùn)動開始研究。

二.講授新課：

(1)一個平面運(yùn)動的實(shí)例

【教師演示實(shí)驗(yàn)】觀察小球的運(yùn)動學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)器

實(shí)驗(yàn)器材：圖釘、細(xì)繩、小球。材和實(shí)驗(yàn)步驟并

實(shí)驗(yàn)步驟：將細(xì)繩的一端用圖釘固定在觀察老師的演示

光滑桌面上，另一端系在小球上，給小球一實(shí)驗(yàn)

個力，讓小球繞圖釘運(yùn)動，觀察小球的運(yùn)動

情況；用剪刀剪斷細(xì)繩，觀察小球的運(yùn)動情通過去演

況。示實(shí)驗(yàn)的

觀察引入

“向心力

【教師總結(jié)】忽略小球運(yùn)動時受到的阻力，

在桌面上做勻速圓周運(yùn)動的小球所受的合

力為細(xì)線的拉力，拉力即為使小球做圓周運(yùn)

動的力，根據(jù)拉力的特點(diǎn)可以知道拉力的方

向指向圓心。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：做勻速圓周運(yùn)動的物體所受需要學(xué)生動手實(shí)

的合力總指向圓心。這個指向圓心的力就叫驗(yàn)

作向心力。

【教師提問】那么，我們知道了向心力的

定義，向心力的大小又要怎樣判斷？

（2）引導(dǎo)學(xué)生感受向心力的大小

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】如圖所示，在繩子的一端拴一

個小沙袋（或其他小物體），另一端握在手中。

將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)鍛煉學(xué)生

動。此時，沙袋所受的向心力近似等于手通的動手能

過繩時沙袋的拉力。換用不同質(zhì)量的沙袋，力

并改變沙袋轉(zhuǎn)動的速度和繩的長度，感受向

心力的變化。

F生了解實(shí)驗(yàn)器材和

卜驗(yàn)步驟并觀察老師

匕演示實(shí)驗(yàn)，思考如

（3）探究向心力大小的表達(dá)式

【教師演示實(shí)驗(yàn)】向心力演示器何計(jì)算

實(shí)驗(yàn)器材：向心力演示器、小球

實(shí)驗(yàn)步驟：①保持0和r相同，研究小

球做圓周運(yùn)動所需向心力F與質(zhì)量m之間的

關(guān)系（如圖甲所示），記錄實(shí)驗(yàn)教據(jù)。

②保持m和r相同，研究小球做圓周運(yùn)

動所需向心力廣與角速度①之間的關(guān)系（如

圖乙所示），記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

③保持力和小相同，研究小球做圓周運(yùn)

動所需向心力F與半徑r之間的關(guān)系（如圖

丙所示），記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

力忸球削球匕他產(chǎn)IH坤1卜喇鋼建在研究勻

1

速圓周運(yùn)

1

f乂支,勺?。與腐￡々向L3定*）q力百年比及之痼“鼠〃耳44fc動向心力

的4東國的不*

k過教師的引導(dǎo)變化實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：做勻速圓周運(yùn)動所需向心il

1]三確的理解向心幫助下成

力的大小，在質(zhì)量和角速度一定時，與半徑

)的大小和方向功引入變

成正比；在質(zhì)量和半徑一定時，與角速度的j

速

平方成正比；在半徑和角速度一定時，與質(zhì)

圓周運(yùn)動

量成正比。

【教師總結(jié)】精確地實(shí)驗(yàn)表明，向心力的

，/

大小可以表K為F“=mcor=m——

r

【教師引導(dǎo)提問】那么，根據(jù)前面的學(xué)習(xí)：

通過對于向心力的理解，得出向心力的大小

和方向。

（4）變速圓周運(yùn)動和一般曲線運(yùn)動的

受力情況

如圖所示，做圓周運(yùn)動的物體正在加速轉(zhuǎn)

動。。點(diǎn)是物體運(yùn)動軌跡的圓心，尸是繩對

物體的拉力。根據(jù)廠產(chǎn)生的效果，可以把力

廠分解成兩個相互垂直的分力：跟圓周相切

的分力F,和指向圓心的分力F“。F'與物體

運(yùn)動的速度同向，使得物體的速度越來越

變速圓周運(yùn)動向

大；F”指向圓心，提供物體做圓周運(yùn)動所需

心力方向、大小的

的向心力，改變物體速度的方向。

分析方法引導(dǎo)學(xué)生

自主總結(jié)

了解變速

圓周運(yùn)動

運(yùn)動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)

動，可以稱為一般的曲線運(yùn)動。盡管這時曲

線各個位置的彎曲程度不一樣，但在研究

時，可以把這條曲線分割為許多很短的小

段，質(zhì)點(diǎn)在每小段的運(yùn)動都可以看作圓周運(yùn)

動的一部分。這樣，在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上

某位置的運(yùn)動時，就可以采用圓周運(yùn)動的分

鍛煉學(xué)生

析方法來處理了。

【教師引導(dǎo)補(bǔ)充】的理解和

常見的勻速圓周運(yùn)動中的力與運(yùn)動解題示解決實(shí)際

例的能力，掌

圓錐擺物體隨圓盤做勻握常見勻

圓周運(yùn)動，不滑速圓周運(yùn)

動中力與

運(yùn)動解題

圓周運(yùn)動中的臨界問題示例

(1)不滑動

質(zhì)量為m的物體在水平面上做圓周運(yùn)動或

隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(如圖所示)時，靜摩擦力

提供向心力，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值Ffm時，

物體運(yùn)動的速度也達(dá)到最大，即

F-匕.忤

，解得V/。

掌握圓周

運(yùn)動臨界

物體做圓周運(yùn)動問題

C3的臨界速度

(2)繩子被拉斷

質(zhì)量為m的物體被長為/的輕繩拴著

(如圖所示)，且繞繩的另一支瑞。在水平面

內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)繩子的拉力達(dá)到最大

V2

F.=m"

值時，物體的速度最大，即m

Fm1>

解得Vm。這就是物體在半徑為/

的圓周上運(yùn)動的臨界速度。

1

三.課堂練習(xí)：

學(xué)生練習(xí)

1、如圖所示，小球在細(xì)繩的作用下在光滑水

平桌面上做勻速圓周運(yùn)動，以下說法正確的

是（）

A.小球受到重力、桌面的支持力、繩的拉力

和向心力的作用

B.在繩長固定時，當(dāng)轉(zhuǎn)速增為原來的4倍時，

繩子的張力增大為原來的16倍

C.當(dāng)角速度一定時，繩子越短越易斷

D.當(dāng)線速度一定時，繩子越長周期越小

答案：B

2,水平放置的平板表面有一個圓形淺槽，

如圖所示。一個小球在水平槽內(nèi)滾動直至停

下，在此過程中（）

A.小球受四個力，合力方向指向圓心

B.小球受三個力，合力方向指向圓心

C.槽對小球作用力的合力提供小球做圓周

運(yùn)動的向心力

D.槽對小球彈力的水平分力提供小球做圓

周運(yùn)動的向心力

答案：D鞏固本節(jié)知

3、如圖所示，摩天輪懸掛的座艙在豎直平面識

內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動.座艙的質(zhì)量為皿運(yùn)動半學(xué)生練習(xí)

徑為R,角速度大小為。，重力加速度為g,則

座艙（）

型

A.運(yùn)動周期為理

0)

B.線速度的大小為“R

C.受摩天輪作用力的大小始終為，煙

D.所受合力的大小始終為機(jī)療R

答案:BD

鞏固本節(jié)知

4、如圖，用一端拴有鋼球的細(xì)繩做

識

“感受向心力”的實(shí)驗(yàn)。掄動細(xì)繩使鋼

球在光滑水平臺面上做圓周運(yùn)動,則

()

A.繩對鋼球的拉力提供向心力

B.桌面對鋼球的支持力提供向心力

C.只減小鋼球的繞行速度，繩的拉力將減小

D.松手后鋼球仍能維持圓周運(yùn)動

答案：AC

5、如圖所示，0。為豎直軸,"V為固定在od

上的水平光滑桿,有兩個質(zhì)量相同的金屬球

48套在水平桿上,4。和a'為抗拉能力相

同的兩根線,。端固定在轉(zhuǎn)軸00上。當(dāng)細(xì)線

拉直時,/、8兩球轉(zhuǎn)動半徑之比恒為2:1,當(dāng)

轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時()

O'B

A

-----C)-N

J

%.

A.AC先斷B.8c先斷

C.兩細(xì)線同時斷D.不能確定哪根細(xì)線

先斷

答案：A

§5.2運(yùn)動的合成與分解

一、一個平面運(yùn)動的實(shí)例

(1)觀察小球的運(yùn)動

板書(2)理論分析小球的運(yùn)動

設(shè)計(jì)二、向心力的大小和方向

(1)向心力的大小

(2)向心力的方向

三、常見的圓周運(yùn)動和圓周運(yùn)動中的臨界問題

教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)多學(xué)知識進(jìn)行自主交流探究，根據(jù)學(xué)生表述，查漏補(bǔ)缺,

后記并有針對性地進(jìn)行講解補(bǔ)充。

6.3向心加速度

科目物理課題向心加速度課時1課時

一.知識與技能

1.理解向心加速度的大小和方向，并能用其處理簡單的物理問題；

2.會用矢量圖表示速度變化量與速度之間的關(guān)系，理解加速度與速

度、速度變化量的區(qū)別；

教學(xué)二.過程與方法

目標(biāo)1.通過體驗(yàn)向心加速度導(dǎo)出過程，提高學(xué)生的分析和概括能力；

與2.經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、

核心分析的能力。

索養(yǎng)三.情感態(tài)度與價值觀

1.通過計(jì)算向心加速度的大小，培養(yǎng)他們謙虛好學(xué)的思想和實(shí)事求

是的態(tài)度。

2.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生

的創(chuàng)造性思維過程以及初步的觀察、分析和概括能力。

教學(xué)重點(diǎn)：1.物體做勻速圓周運(yùn)動向心加速度的大小以及方向；

教學(xué)2.對于向心加速度的理解以及向心加速度與線速

重、度、角速度、周期的關(guān)系。

難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：1.區(qū)別加速度與速度、速度變化量；

2.向心加速度公式的理解和應(yīng)用；探究勻速圓周運(yùn)

動的加速度和向心加速度的關(guān)系。

教學(xué)課件

準(zhǔn)備

教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖

一.導(dǎo)入新課：

天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室在軌飛行時,可認(rèn)為它繞

地球做勻速圓周運(yùn)動。盡管線速度大小不變，通過聯(lián)系

但方向卻時刻變化，因此，它運(yùn)動的加速度一航空航天

定不為0。那么，該如何確定它在軌飛行時加學(xué)生觀察圖片思知識，激發(fā)

速度的方向和大小呢？考討論學(xué)生的學(xué)

習(xí)興趣，引

教出本節(jié)課

題

學(xué)k

過

程F

4/

【教師提出問題】對于上述的運(yùn)動應(yīng)該怎

樣分析它的加速度呢？

講授新課：

(1)勻速圓周運(yùn)動的加速度方向

【教師引導(dǎo)提問】通過前面的學(xué)習(xí)，我們

已經(jīng)知道，做曲線運(yùn)動的物體，速度一定是變

化的，即作曲線運(yùn)動的物體，一定有加速度，

學(xué)生經(jīng)過老師引

且合外力不為零。我們還知道，對于一般的曲

導(dǎo)，思考勻速圓

線運(yùn)動，合外力和加速度總指向曲線的凹測，

周運(yùn)動加速度的

圓周運(yùn)動是曲線運(yùn)動，那么做圓周運(yùn)動的物

方向

體，加速度的大小和方向如何來確定呢？

通過聯(lián)系

向心加速度：物體做勻速圓周運(yùn)動時，所

之前已知

受合力提供向心力，合力的方向總是指向圓

的知識，引

心，根據(jù)牛頓第二定律，物體運(yùn)動的加速度方

入“向心加

向與它所受合力的方向相同。因此，物體做勻

速圓周運(yùn)動時加速度總是指向圓心。速度

【教師引導(dǎo)】我們知道，加速度是速度的變，，

化率。在研究直線運(yùn)動時，我們曾通過分析速

度變化的情況,得出直線運(yùn)動的加速度大小和

方向。其實(shí)，在研究勻速圓周運(yùn)動時，同樣可

以通過■這種辦法來確定加速度的方向。

需要學(xué)生理解分

【教師總結(jié)】向心加速度與合加速度的關(guān)系

析

⑴物體做勻速圓周運(yùn)動時，向心加速度就是

物體運(yùn)動的合加速度。

(2)物體做變速圓周運(yùn)動時，合加速度可分解

為沿圓周切線方向的分量和指向圓心方向的

分量，其指向圓心方向的分量就是向心加速

度。

【教師補(bǔ)充】速度變化量：速度是矢量，速

鍛煉學(xué)生

度的變化量Av也是矢量，Av=丫2-%是的獨(dú)立思

矢量式，如圖所示，其運(yùn)算滿足平行四邊形定考的能力

則或三角形定則。

暮不

【教師引導(dǎo)提問】那么，不在同一條直線

上的速度變的速度變化量？

【學(xué)生討論】小組討論，舉例

【教師總結(jié)】不在同一條直線上的速度的變

化量遵循平行四邊形定則或三角形定則，即從

同一點(diǎn)作出初速度矢量和末速度矢量,初速度

矢量的末端到末速度矢量的末端作出的矢量

就是速度的變化量，如圖上所示。

小組間討論速度

例如:平拋運(yùn)動，物體以初速度V。平拋軌跡，

的變化量，并且

經(jīng)過一段時間后(物體未落地)，末速度y方向

舉出例子說明

延軌跡的切線方向，其速度的變化量的方

向豎直向下。

(2)勻速圓周運(yùn)動的加速度大小

【教師提問】那么，我們知道了向心加速度

的方向，向心加速度的大小又要怎樣判斷？

向心加速度的大小：由向心力大小的表達(dá)式

F?=/一與牛頓第二定律尸=3,可以得出

r

向心加速度的大小。

表達(dá)式：a“=—或a"="r

v2

【思考與討論】從公式a〃=一看，線速度

r

一定時，向心加速度與圓周運(yùn)動的半徑成反

比；從公式a〃=02r看，角速度一定時，

向心加速度與半徑成正比。

自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，

它們的邊緣有三個點(diǎn)A、B、C,如圖所示。其

中哪兩點(diǎn)向心加途度的關(guān)系適用于“向心加速

度與半徑成正比”，哪兩點(diǎn)適用于“向心加速

通過思考與討

度與半徑成反比”？給出解釋。

論，正確的理解

c向心加速度的大學(xué)會用控

小和方向制變量的

思維思考

各個物理

量之間的

數(shù)量關(guān)系

［教師總結(jié)】對于多個變量的表達(dá)式的理解

一定要學(xué)會利用控制變量法。B、C兩點(diǎn)是同

軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，由a〃=697知兩點(diǎn)

向心加速度與半徑成正比。A、B兩點(diǎn)在同一

條鏈條上，線速度相等，由a.=—知A、B

r

兩點(diǎn)向心加速度與半徑成反比。

(3)向心加速度的應(yīng)用

【教師總結(jié)】

(1)公式

a)基本公式：=一，=co~r

r

b)拓展公式：

442

a”=片門a,,=3y

(2)確定傳動裝置中線速度與角速度及

向心加速度關(guān)系的關(guān)鍵有三點(diǎn)：其一是同

一輪上各點(diǎn)的角速度相等；其二是皮帶不

打滑時，皮帶傳動的兩輪邊緣上各點(diǎn)的線

速度大小相等；其三是靈活選擇向心加速

度的表達(dá)式。

【教師引導(dǎo)補(bǔ)充】

圓周運(yùn)動的向心加速度理解的幾個誤區(qū)引導(dǎo)學(xué)生

（1）勻速圓周運(yùn)動的加速度和向心加速度有自主總結(jié)

什么關(guān)系、勻速圓周運(yùn)動是否為勻變速運(yùn)動理解圓周運(yùn)動向了解圓周

勻速圓周運(yùn)動的加速度和向心加速度含義相心加速度的定運(yùn)動向心

同。由于勻速圓周運(yùn)動的加速度始終指向圓義、公式和物理加速度的

心，其大小不變，但方向時刻在改變，所以勻意義公式應(yīng)用

速圓周運(yùn)動不是勻變速運(yùn)動。

（2）向心加速度的表達(dá)式是否只適用于勻速

圓周運(yùn)動鍛煉學(xué)生

向心加速度的表達(dá)式不僅適用于勻速圓周運(yùn)的理解和

動解決實(shí)際

,也適用于變速圓周運(yùn)動；在勻速圓周運(yùn)動中的能力，掌

向心加速度大小不變，方向時刻改變；在變速握常見勻

圓周運(yùn)動中向心加速度大小、方向時刻改變；速圓周運(yùn)

但無論哪一類圓周運(yùn)動，向心加速度始終指向動中向心

圓心。加速度的

（3）在圓周運(yùn)動中向心加速度大，速度變化理解誤區(qū)

是否快

對于圓周運(yùn)動，角速度表示了速度方向變化的

快慢，根據(jù)=（ov,對速率相同的質(zhì)點(diǎn)，

向心加速度大，表示線速度方向變化快。

二.課堂練習(xí)：

1、關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動物體的向心加速度方

向，下列說法正確的是（）

A.與線速度方向始終相同

B.與線速度方向始終相反

C.始終指向圓心

D.始終保持不變

答案：C

2、關(guān)于圓周運(yùn)動的向心加速度的物理意義，

下列說法中正確的是（）

A.它描述的是線速度大小變化的快慢

B.它描述的是角速度大小變化的快慢

C.它描述的是線速度方向變化的快慢

D.以上說法均不正確

答案：c

3、如圖所示，自行車的大齒輪、小齒輪、后輪

的半徑之比為4:1:16,在用力蹬腳踏板前進(jìn)

的過程中，下列說法正確的是（）

J—?大.愴

學(xué)生練習(xí)

A.小齒輪和后輪的角速度大小之比為16：1

B.大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為1:4

C.大齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比

為1:4

D.大齒輪和小齒輪邊緣的向心加速度大小之

比為4:1

鞏固本節(jié)知

答案：B

識

4、如圖所示，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑

為r,a是它邊緣上的一點(diǎn),左側(cè)是一輪軸,左

側(cè)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3c點(diǎn)和，點(diǎn)分

別位于小輪和大輪的邊緣上,若在傳動過程

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6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)的向心加速度大小相等

答案：CD

鞏固本節(jié)知

5、共享單車是一種新型、便捷的公共交通方

識

式。如圖是某共享單車采用的無鏈傳動系統(tǒng)，

學(xué)生練習(xí)

杜絕了傳統(tǒng)自行車“掉鏈子”問題。利用圓錐

齒輪90°軸交，將動力傳至后軸，驅(qū)動后輪

轉(zhuǎn)動。在圓錐齒輪90°軸交的示意圖中，A

是圓錐齒輪轉(zhuǎn)軸上的點(diǎn)，B、C分別是圓錐齒

輪邊緣上的點(diǎn),A、B、C三點(diǎn)到各自圓錐齒輪

中心軸的距離分別記為小乃和分

（907*七）。下列說法正確的是（）

二一「:<

飛

A.B與C點(diǎn)的角速度關(guān)系5=R

%=—

B.C與A點(diǎn)的線速度關(guān)系〃

C.B與A點(diǎn)的角速度關(guān)系%

=-dc

D.A與C點(diǎn)的向心加速度關(guān)系,r?

答案：B

§6.3向心加速度

勻速圓周運(yùn)動的加速度方向

(1)速度變化量

板書(2)向心加速度方向

設(shè)計(jì)二、勻速圓周運(yùn)動的加速度大小

(3)向心加速度的大小

(4)基本公式拓展公式

三、圓周運(yùn)動的向心加速度理解的幾個誤區(qū)

教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)多學(xué)知識進(jìn)行自主交流探究，根據(jù)學(xué)生表述，查漏補(bǔ)缺,

后記并有針對性地進(jìn)行講解補(bǔ)充。

6.4生活中的圓周運(yùn)?動

科目物理課題生活中的圓周運(yùn)動課時1課時

一.知識與技能

1.能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因；能定量分析汽車過拱形橋

最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題；

2.知道離心運(yùn)動及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動的防止和應(yīng)用；

教學(xué)二.過程與方法

目標(biāo)