2023高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教案大全

時(shí)間：2022-10-18 18:16:10 燕純0由分享

　　在物理學(xué)中，圓周運(yùn)動(dòng)(circular motion)是在圓上轉(zhuǎn)圈：一個(gè)圓形路徑或軌跡。當(dāng)考慮一件物體的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的體積大小可以被忽略，并將其看成一質(zhì)點(diǎn)(在空氣動(dòng)力學(xué)上除外)。接下來是小編為大家整理的2020高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教案大全，希望大家喜歡!

　　2020高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教案大全一

　　圓周運(yùn)動(dòng)

　　一、考綱要求

　　1.掌握描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及它們之間的關(guān)系

　　2.理解向心力公式并能應(yīng)用;了解物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件.

　　二、知識(shí)梳理

　　1.描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量

　　(1)線速度：描述物體圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.

　　v= = .

　　(2)角速度：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量.

　　ω= = .

　　(3)周期和頻率：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量.

　　T= ，T= .

　　(4)向心加速度：描述速度方向變化快慢的物理量.

　　an=rω2= =ωv= r.

　　2.向心力

　　(1)作用效果：產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向，不改變速度的大小.

　　(2)大?。篎=m =mω2r=m =mωv=4π2mf2r

　　(3)方向：總是沿半徑方向指向圓心，時(shí)刻在改變，即向心力是一個(gè)變力.

　　(4)來源：向心力可以由一個(gè)力提供，也可以由幾個(gè)力的合力提供，還可以由一個(gè)力的分力提供.

　　3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)與非勻速圓周運(yùn)動(dòng)

　　(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)

　?、俣x：線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng) .

　?、谛再|(zhì)：向心加速度大小不變，方向總是指向圓心的變加速曲線運(yùn)動(dòng).

　?、圪|(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件

　　合力大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向圓心.

　　(2)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)

　?、俣x：線速度大小、方向均發(fā)生變化的圓周運(yùn)動(dòng).

　?、诤狭Φ淖饔?/p>

　　a.合力沿速度方向的分量Ft產(chǎn)生切向加速度，F(xiàn)t=mat，它只改變速度的方向.

　　b.合力沿半徑方向的分量Fn產(chǎn)生向心加速度，F(xiàn)n=man，它只改變速度的大小.

　　4.離心運(yùn)動(dòng)

　　(1)本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切

　　線方向飛出去的傾向.

　　(2)受力特點(diǎn)(如圖所示)

　?、佼?dāng)F=mrω2時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng);

　?、诋?dāng)F=0時(shí)，物體沿切線方向飛出;

　　③當(dāng)F

　　為實(shí)際提供的向心力.

　?、墚?dāng)F>mrω2時(shí)，物體逐漸向圓心靠近，做向心運(yùn)動(dòng).

　　三、要點(diǎn)精析

　　1.圓周運(yùn)動(dòng)各物理量間的關(guān)系

　　2.對(duì)公式v=ωr和a= =ω2r的理解

　　(1)由v=ωr知，r一定時(shí)，v與ω成正比;ω一定時(shí)，v與r成正比;v一定時(shí)，ω與r成反比.

　　(2)由a= =ω2r知，在v一定時(shí)，a與r成反比;在ω一定時(shí)，a與r成正比.

　　3.常見的三種傳動(dòng)方式及特點(diǎn)

　　(1)皮帶傳動(dòng)：如圖甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA=vB.

　　(2)摩擦傳動(dòng)：如圖甲所示，兩輪邊緣接觸，接觸點(diǎn)無打滑現(xiàn)象時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA=vB.

　　(3)同軸傳動(dòng)：如圖乙所示，兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等，即ωA=ωB.

　　4.向心力的來源

　　向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力.

　　5.向心力的確定

　　(1)先確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面，確定圓心的位置.

　　(2)再分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力.

　　6.圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題

　　臨界問題廣泛地存在于中學(xué)物理中，解答臨界問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷臨界狀態(tài)，再選擇相應(yīng)的規(guī)律靈活求解，其解題步驟為：

　　(1)判斷臨界狀態(tài)：有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點(diǎn);若題目中有“取值范圍”“多長時(shí)間”“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點(diǎn)”，而這些起止點(diǎn)往往就是臨界狀態(tài);若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)也往往是臨界狀態(tài).

　　(2)確定臨界條件：判斷題述的過程存在臨界狀態(tài)之后，要通過分析弄清臨界狀態(tài)出現(xiàn)的條件，并以數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來.

　　(3)選擇物理規(guī)律：當(dāng)確定了物體運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)和臨界條件后，對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)過程或現(xiàn)象，要分別選擇相對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律，然后再列方程求解.

　　7.豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的“輕繩、輕桿”

　　[模型概述]

　　在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類.一是無支撐(如球與繩連接，沿內(nèi)軌道的“過山車”等)，稱為“輕繩模型”;二是有支撐(如球與桿連接，小球在彎管內(nèi)運(yùn)動(dòng)等)，稱為“輕桿模型”.

　　[模型條件]

　　(1)物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng).

　　(2)“輕繩模型”在軌道最高點(diǎn)無支撐，“輕桿模型”在軌道最高點(diǎn)有支撐.

　　[模型特點(diǎn)]

　　該類問題常有臨界問題，并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語，現(xiàn)對(duì)兩種模型分析比較如下：

　　? 繩模型桿模型常見類型均是沒有支撐的小球均是有支撐的小球過最高點(diǎn)的臨界條件由mg=m 得v臨= 由小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)得v臨=0 討論分析 (1)過最高點(diǎn)時(shí)，v≥ ，F(xiàn)N+mg=m ，繩、圓軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力FN(2)不能過最高點(diǎn)時(shí)，v< ，在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道 (1)當(dāng)v=0時(shí)，F(xiàn)N=mg，F(xiàn)N為支持力，沿半徑背離圓心(2)當(dāng)0 時(shí)，F(xiàn)N+mg=m ，F(xiàn)N指向圓心并隨v的增大而增大

　　四、典型例題

　　1.質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的A和C點(diǎn)，繩長分別為la、lb，如圖所示，當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩a在豎直方向，繩b在水平方向，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則(? )

　　A.小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.在繩b被燒斷瞬間，繩a中張力突然增大 C.若角速度ω較小，小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng) D.繩b未被燒斷時(shí)，繩a的拉力大于mg，繩b的拉力為mω2lb 【答案】BC

　　【解析】根據(jù)題意，在繩b被燒斷之前，小球繞BC軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向上受力平衡，繩a的拉力等于mg，D錯(cuò)誤;繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)小球具有垂直平面ABC向外的速度，小球?qū)⒃诖怪庇谄矫鍭BC的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若ω較大，則在該平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若ω較小，則在該平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)，C正確，A錯(cuò)誤;繩b被燒斷瞬間，繩a的拉力與重力的合力提供向心力，所以拉力大于小球的重力，繩a中的張力突然變大了，B正確.

　　2.下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法，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)加速度的方向時(shí)刻都在改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速曲線運(yùn)動(dòng) 【答案】BD

　　【解析】速度和加速度都是矢量，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)刻在改變，速度時(shí)刻發(fā)生變化，必然具有加速度.加速度大小雖然不變，但方向時(shí)刻在改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線運(yùn)動(dòng).故本題選B、D.

　　3.雨天野外騎車時(shí)，在自行車的后輪輪胎上常會(huì)粘附一些泥巴，行駛時(shí)感覺很“沉重”.如果將自行車后輪撐起，使后輪離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，泥巴就被甩下來.如圖所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)特殊位置，則(? )

　　A.泥巴在圖中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度 B.泥巴在圖中的b、d位置時(shí)最容易被甩下來 C.泥巴在圖中的c位置時(shí)最容易被甩下來 D.泥巴在圖中的a位置時(shí)最容易被甩下來【答案】C

　　【解析】當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由a=Rω2知a、b、c、d四個(gè)位置的向心加速度大小相等，A錯(cuò)誤.在角速度ω相同的情況下，泥巴在a點(diǎn)有Fa+mg=mω2R，在b、d兩點(diǎn)有Fb=Fd=mω2R，在c點(diǎn)有Fc-mg=mω2R.所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大，最容易被甩下來，故B、D錯(cuò)誤，C正確.

　　4.如圖所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，目測(cè)體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算該女運(yùn)動(dòng)員(? )

　　A.受到的拉力為 G B.受到的拉力為2G C.向心加速度為 g D.向心加速度為2g 【答案】B

　　【解析】對(duì)女運(yùn)動(dòng)員受力分析，由牛頓第二定律得，水平方向FTcos 30°=ma，豎直方向FTsin 30°-G=0，解得FT=2G，a= g，A、C、D錯(cuò)誤，B正確.

　　5.如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，拉力F發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是(? )

　　A.若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壍繮a做離心運(yùn)動(dòng) B.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng) C.若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng) D.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc運(yùn)動(dòng) 【答案】A

　　【解析】在水平面上，細(xì)繩的拉力提供m所需的向心力，當(dāng)拉力消失，物體受力合為零，將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確.當(dāng)拉力減小時(shí)，將沿pb軌道做離心運(yùn)動(dòng)，故BD錯(cuò)誤當(dāng)拉力增大時(shí)，將沿pc軌道做近心運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤.故選：A.

　　6.(多選)如圖(a)所示，小球的初速度為v0，沿光滑斜面上滑，能上滑的最大高度為h.在圖(b)中，四個(gè)小球的初速度均為v0，在A中，小球沿一光滑軌道內(nèi)側(cè)向上運(yùn)動(dòng)，軌道半徑大于h;在B中，小球沿一光滑軌道內(nèi)側(cè)向上運(yùn)動(dòng)，軌道半徑小于h;在C中，小球沿一光滑軌道內(nèi)側(cè)向上運(yùn)動(dòng)，軌道直徑等于h;在D中，小球固定在輕桿的下端，輕桿的長度為h的一半，小球隨輕桿繞O點(diǎn)向上轉(zhuǎn)動(dòng).則小球上升的高度能達(dá)到h的有 (? )

　　【答案】AD

　　【解析】A中，RA>h，小球在軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)v=0時(shí)，上升高度h<ra，故不存在脫軌現(xiàn)象，a滿足題意;d中輕桿連著小球在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)時(shí)有v=0，此時(shí)小球恰好可到達(dá)最高點(diǎn)，d滿足題意;而b、c都存在脫軌現(xiàn)象，脫軌后最高點(diǎn)速度不為零，因此上升高度h′<h，故應(yīng)選a、d.< p="">

　　7.如圖所示，長為L的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球.給小球一個(gè)合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ.下列說法中正確的是 (? )

　　A.小球受重力、繩的拉力和向心力作用 B.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L C.θ越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大 D.θ越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大【答案】C

　　【解析】小球只受重力和繩的拉力作用，合力大小為F=mgtan θ，半徑為R=Lsin θ，A、B錯(cuò)誤;小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由重力和繩的拉力的合力提供的，則mgtan θ=m ，得到v=sin θ ，θ越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大，C正確;周期T= =2π ，θ越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越小，D錯(cuò)誤.

　　8.如圖所示，足夠長的斜面上有a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，ab=bc=cd=de，從a點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球，初速度為v時(shí)，小球落在斜面上的b點(diǎn)，落在斜面上時(shí)的速度方向與斜面夾角為θ;不計(jì)空氣阻力，初速度為2v時(shí)(? )

　　A.小球可能落在斜面上的c點(diǎn)與d點(diǎn)之間 B.小球一定落在斜面上的e點(diǎn) C.小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角大于θ D.小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為θ 【答案】BD

　　【解析】設(shè)ab=bc=cd=de=L0，斜面傾角為α，初速度為v時(shí)，小球落在斜面上的b點(diǎn)，則有L0cos α=vt1，L0sin α= .初速度為2v時(shí)，則有Lcos α=2vt2，Lsin α= ，聯(lián)立解得L=4L0，即小球一定落在斜面上的e點(diǎn)，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤;由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為θ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.

　　9.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力F需由物體運(yùn)動(dòng)情況決定，合力提供的向心力F供由物體受力情況決定.若某時(shí)刻F需=F供，則物體能做圓周運(yùn)動(dòng);若F需>F供，物體將做離心運(yùn)動(dòng);若F需

　　(1)為保證小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)至少應(yīng)施加給小球多大的水平速度?

　　(2)在小球以速度v1=4 m/s水平拋出的瞬間，繩中的張力為多少?

　　(3)在小球以速度v2=1 m/s水平拋出的瞬間，繩中若有張力，求其大小;若無張力，試求繩子再次伸直時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間.

　　【答案】(1) ?m/s (2)3 N (3)無張力，0.6 s

　　【解析】(1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件為重力剛好提供最高點(diǎn)時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即mg=m= ，解得v0= = m/s.

　　(2)因?yàn)関1>v0，故繩中有張力.根據(jù)牛頓第二定律有FT+mg=m ，代入數(shù)據(jù)得繩中張力FT=3 N.

　　(3)因?yàn)関2

　　10.在高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108 km/h.汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍.

　　(1)如果汽車在這種高速公路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少?

　　(2)如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱形立交橋，要使汽車能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱形立交橋的半徑至少是多少?(取g=10 m/s2)

　　【答案】(1)150 m (2)90 m

　　【解析】(1)汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由車與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，由向心力公式可知這時(shí)的半徑最小，有Fmax=0.6mg=m ，由速度v=108 km/h=30 m/s得，彎道半徑rmin=150 m.

　　(2)汽車過圓弧拱橋，可看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有mg-FN=m .為了保證安全通過，車與路面間的彈力FN必須大于等于零，有mg≥m ，則R≥90 m.

　　11.游樂園的小型“摩天輪”上對(duì)稱地分布著8個(gè)吊籃，每個(gè)吊籃內(nèi)站著一個(gè)質(zhì)量為m的同學(xué)，如圖所示，“摩天輪”在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若某時(shí)刻轉(zhuǎn)到頂點(diǎn)a上的甲同學(xué)讓一小重物做自由落體運(yùn)動(dòng)，并立即通知下面的同學(xué)接住，結(jié)果重物開始下落時(shí)正處在c處的乙同學(xué)恰好在第一次到達(dá)最低點(diǎn)b處時(shí)接到重物，已知“摩天輪”半徑為R，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力.求：

　　(1)接住重物前，重物自由下落的時(shí)間t.

　　(2)人和吊籃隨“摩天輪”運(yùn)動(dòng)的線速度大小v.

　　(3)乙同學(xué)在最低點(diǎn)處對(duì)吊籃的壓力FN.

　　【答案】(1)2

　　(2)

　　(3)(1+ )mg;豎直向下

　　【解析】(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：2R= gt2，t=2 .

　　2020高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教案大全二

　　【教學(xué)目標(biāo)】

　　知識(shí)與技能

　　1、知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速，它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力。會(huì)在具體問題中分析向心力的來源。

　　2、理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

　　3、知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度。

　　過程與方法

　　1、通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生的分析和解決問題的能力.

　　2、通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力.

　　情感、態(tài)度與價(jià)值觀

　　對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題。

　　★教學(xué)重點(diǎn)：在具體問題中能找到向心力，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題。

　　★教學(xué)難點(diǎn)1、具體問題中向心力的來源。2、關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析。

　　【學(xué)情分析】學(xué)生通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)初步的掌握了解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般方法，在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課在深入的探討生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，特別是臨界問題的解決。

　　【教材分析】討論教科書中的這幾個(gè)實(shí)例時(shí)，要抓住這樣的基本思想，即先分析物體所受的力，然后列出方程、解方程。

　　【教學(xué)手段和設(shè)施】探究式教學(xué)。一個(gè)透明的塑料瓶和一個(gè)過山車演示儀

　　【教學(xué)過程】

　　溫故知新

　　1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力特點(diǎn)：合外力提供向心力。

　　2、向心力公式的復(fù)習(xí)：Fn=man=m =mr =mr( )2

　　3、汽車過橋問題的回顧：

　　豎直方向的合力提供圓周

　　運(yùn)動(dòng)需要的向心力

　　mg-FN=m mg-FN=m

　　.課堂引入：向?qū)W生展示過山車的圖片和演示水流星的表演，并提出問題：為什么在最高點(diǎn)時(shí)過山車不下落?水不流下呢?要解開這一謎團(tuán)，就一起來走進(jìn)本節(jié)——《豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)》。

　　課堂自主導(dǎo)學(xué)

　　繩模型

　　繩拴小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)

　　【演示】用一細(xì)繩拴住一重物在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)

　　【問題探討】

　　(1)分析小球在最低點(diǎn)的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)系

　　(2)分析小球在最高點(diǎn)的情況

　　具體步驟：引導(dǎo)學(xué)生按步驟進(jìn)行。

　　1、對(duì)小球受力分析。2、列式

　　3、根據(jù)公式分析當(dāng)速度減小，什么隨之發(fā)生變化，如何變?

　　【點(diǎn)撥】

　　1、當(dāng)小球恰好通過最高點(diǎn)，應(yīng)滿足拉力___，此時(shí)小球通過最高點(diǎn)的速度是最小的，通常情況下叫臨界速度V0。此時(shí)___提供向心力，有______，求得V0=___。

　　2、若在最高點(diǎn)小球速度小于V0，小球?qū)⒃赺__重力的作用下下落。

　　(mg>m ，球做近心運(yùn)動(dòng))

　　3、若在最高點(diǎn)小球速度大于V0，小球?qū)⒃赺__的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)向心力由______共同提供。列式：______。

　　(二)小球在豎直光滑軌道面內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)。(過山車模型)

　　(學(xué)生分析討論回答結(jié)果)

　　小球在最高點(diǎn)向心力來源?

　　列式：____________

　　在最低點(diǎn)向心力來源?

　　列式：____________

　　3.小球恰好通過最高點(diǎn)，應(yīng)滿足彈力__，列式_____得臨界速度V0=__。

　　4. 若在最高點(diǎn)小球速度小于V0，小球?qū)⒃赺__重力的作用下下落。

　　5. 若在最高點(diǎn)小球速度大于V0，小球?qū)⒃赺__的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)向心力由______共同提供。列式即為______。

　　(三)水流星模型。(自主學(xué)習(xí))

　　2020高中物理圓周運(yùn)動(dòng)教案大全三

　　一、教材分析

　　《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》為高中物理必修2第五章第4節(jié).它是學(xué)生在充分掌握了曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和曲線運(yùn)動(dòng)問題的處理方法后，接觸到的又一個(gè)美麗的曲線運(yùn)動(dòng)，本節(jié)內(nèi)容作為該章節(jié)的重要部分，主要要向?qū)W生介紹描述圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本概念，為后繼的學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

　　人教版教材有一個(gè)的特點(diǎn)就是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，讓學(xué)生得出感性認(rèn)識(shí)，再通過理論分析總結(jié)出規(guī)律，從而形成理性認(rèn)識(shí)。

　　教科書在列舉了生活中了一些圓周運(yùn)動(dòng)情景后，通過觀察自行車大齒輪、小齒輪、后輪的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)，提出了描述圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的問題。

　　二、教學(xué)目標(biāo)

　　1.知識(shí)與技能

　　①知道什么是圓周運(yùn)動(dòng)、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。理解線速度的概念;理解角速度和周期的概念，會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算。

　　②理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系：v=rω=2πr/T。

　?、劾斫鈩蛩賵A周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。

　?、苣軌蛴脛蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式分析和解決具體情景中的問題。

　　2.過程與方法

　?、龠\(yùn)用極限思維理解線速度的瞬時(shí)性和矢量性.掌握運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)去分析有關(guān)問題。

　?、隗w會(huì)有了線速度后，為什么還要引入角速度.運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)角速度的單位。

　　3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀

　?、偻ㄟ^極限思想和數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，體會(huì)學(xué)科知識(shí)間的聯(lián)系，建立普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。

　?、隗w會(huì)應(yīng)用知識(shí)的樂趣，感受物理就在身邊，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

　?、圻M(jìn)行愛的教育。在與學(xué)生的交流中，表達(dá)關(guān)愛和賞識(shí)，如微笑著對(duì)學(xué)生說“非常好!”“你們真棒!”“分析得對(duì)!”讓學(xué)生得到肯定和鼓勵(lì)，心情愉快地學(xué)習(xí)。

　　三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

　　1.重點(diǎn)

　?、倮斫饩€速度、角速度、周期的概念及引入的過程;

　　②掌握它們之間的聯(lián)系。

　　2.難點(diǎn)

　　①理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性;

　　②理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。

　　四、學(xué)情分析

　　學(xué)生已有的知識(shí)：

　　1.瞬時(shí)速度的概念

　　2.初步的極限思想

　　3.思考、討論的習(xí)慣

　　4.數(shù)學(xué)課中對(duì)角度大小的表示方法

　　五、教學(xué)方法與手段

　　演示實(shí)驗(yàn)、展示圖片、觀看視頻、動(dòng)畫;

　　討論、講授、推理、概括

　　師生互動(dòng)，生生互動(dòng)，

　　六、教學(xué)設(shè)計(jì)

　　(一)導(dǎo)入新課(認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng))

　　●通過演示實(shí)驗(yàn)、展示圖片、觀看視頻、動(dòng)畫，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，

　　演示小球在水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)

　　展示自行車、鐘表、電風(fēng)扇等圖片

　　觀看地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫

　　觀看花樣滑冰視頻

　　提出問題：它們的運(yùn)動(dòng)有什么共同點(diǎn)?答：它們的軌跡是一個(gè)圓.

　　師：對(duì)，這就是我們今天要研究的圓周運(yùn)動(dòng)

　　觀看動(dòng)畫，思考問題：這兩個(gè)球勻速圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同?答：快慢不同

　　提出問題：如何描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢?

　　學(xué)生動(dòng)手，分組實(shí)踐，觀察自行車的傳動(dòng)裝置，思考與討論：

　　自行車的大齒輪，小齒輪，后輪中的質(zhì)點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng)。

　　比較哪些點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些?說說你比較的理由。

　　討論后，展示自行車傳動(dòng)裝置圖片(或視頻)，進(jìn)一步提問：如何比較物體圓周運(yùn)動(dòng)快慢?師生共同分析，小結(jié)可能的比較方法：

　　方案1：比較物體在一段時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長短

　　方案2：比較物體在一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度大小

　　方案3：比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時(shí)間的多少

　　方案4：比較物體在一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)

　　注意：在與學(xué)生交流時(shí)表達(dá)鼓勵(lì)和賞識(shí)：如“非常好!”、“你(們)真棒!”、“說得對(duì)!”等。

　　(二)新課教學(xué)

　　描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量

　　線速度

　　學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容，思考并討論以下問題：

　　1.線速度是怎么定義的?單位是什么?

　　2.線速度的方向怎樣?請(qǐng)說出圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向是怎么確定的。

　　3.物體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度有什么特點(diǎn)?

　　4.為什么說勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)?這里的“勻速”是指什么不變?

　　生生互動(dòng)，師生互動(dòng)后，概括如下：點(diǎn)擊幻燈片，全方位學(xué)習(xí)小結(jié)線速度的概念;并通過砂輪切割的視頻，讓學(xué)生感受圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向。如下：

　　線速度：

　　定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長 Δl 和所用時(shí)間 Δt 的比值叫做線速度。

　　大?。簐=Δl/Δt (分析：當(dāng)Δt很小時(shí)，v即圓周各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。)

　　單位：m/s 方向：沿圓周上該點(diǎn)的切線方向(看砂輪工作視頻)。

　　物理意義：描述通過弧長的快慢。

　　勻速圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

　　看動(dòng)畫，學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(請(qǐng)學(xué)生再舉幾個(gè)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例)

　　關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題討論：

　　1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎?此處的“勻速”是指速度不變嗎?

　　2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎?

　　注意：在與學(xué)生交流時(shí)表達(dá)鼓勵(lì)和賞識(shí)：如“很好!”“你(們)真了不起!”等。

　　討論后，小結(jié)如下：

　　勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)!(線速度的方向時(shí)刻改變)

　　“勻速”指速率不變

　　勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng)!

　　角速度

　　看圖片，回答問題：(轉(zhuǎn)向角速度學(xué)習(xí))

　　觀察自行車的傳動(dòng)裝置，分析P點(diǎn)和N點(diǎn)，M點(diǎn)和N點(diǎn)哪點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些?哪點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)得更快些?請(qǐng)同學(xué)們討論一下!

　　通過討論，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，原來，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快與轉(zhuǎn)動(dòng)得快不是一回事!有必要引入一個(gè)表示轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量──角速度(轉(zhuǎn)入角速度學(xué)習(xí))