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1、高三物理教案：圆周运动教学设计高三物理圆周运动及其应用教材分析 高三物理圆周运动及其应用教材分析 考点15圆周运动及其应用考点名片考点细探讨：本考点是物理教材的基础，也是历年高考必考的内容之一，其主要包括的考点有：(1)向心力、向心加速度的理解；(2)竖直平面内圆周运动的问题分析；(3)斜面、悬绳弹力的水平分力供应向心力的实例分析问题；(4)离心现象等。其中考查到的如：20xx年全国卷第24题、20xx年浙江高考第20题、20xx年天津高考第4题、20xx年浙江高考第19题、20xx年福建高考第17题、20xx年全国卷第22题、20xx年江苏物理第14题、20xx年全国卷第20题、20xx年安
2、徽高考第19题、20xx年全国卷第17题、20xx年天津高考第9题、20xx年全国卷第21题、20xx年江苏高考第2题等。备考正能量：近三年高考中对圆周运动单独考查的试题并不多。预料今后高考中对圆周运动的考查将以综合性试题为主，结合生活实例，考查学生的建模实力与综合分析实力。 一、基础与经典1如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是() AP、Q两物体的角速度大小相等BP、Q两物体的线速度大小相等CP物体的线速度比Q物体的线速度大DP、Q两物体均受重力和支持力两个力作用答案A解析P、Q两物体都是绕地轴做匀速圆周运动，
3、角速度相等，即PQ，选项A正确。依据圆周运动线速度vR，P、Q两物体到地轴的距离不等，Q物体到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项B、C错误。P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用，二者的合力是圆周运动的向心力，我们把与支持力等大反向的平衡力即万有引力的一个分力称为重力，选项D错误。2.如图所示，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab，且Oaab，已知b球质量为a球质量的3倍。当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时，Oa和ab两线的拉力之比为() A13B16C43D76答案D解析由牛顿其次定律，对a球：FO
4、aFabm2Oa对b球：Fab3m2(Oaab)，由以上两式得，Oa和ab两线的拉力之比为76，D正确。3.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C。在自行车正常骑行时，下列说法正确的是() AA、B两点的角速度大小相等BB、C两点的线速度大小相等CA、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比DB、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比答案D解析A、B两点的线速度相等，B、C两点的角速度相等，选项A、B错误；依据an，A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比的反比，选项C错误；依据an2r可得，B、C两点的向心加
5、速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比，选项D正确。4.山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严峻倾斜。每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激。假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为，则列车在这样的轨道上转弯行驶的平安速度(轨道不受侧向挤压)为() A.B.C.D.答案C解析轨道不受侧向挤压时，轨道对列车的作用力就只有弹力，重力和弹力的合力供应向心力，依据向心力公式mgtanm，得v，C正确。5如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动
6、无滑动，甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲r乙31，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r,m2距O点为r，当甲缓慢转动起来且转速渐渐增加时() A滑动前m1与m2的角速度之比1231B滑动前m1与m2的向心加速度之比a1a213C随着转速渐渐增加，m1先起先滑动D随着转速渐渐增加，m2先起先滑动答案D解析由题意可知，线速度v甲v乙，又r甲r乙31，据vr，可知甲乙13，m1、m2随甲、乙运动1甲，2乙，则1213，故A错误；由ar2得a12r，a2r，a1a2229，故B错误；m1、m2所受向心力由摩擦力供应，则a1，a2，Ff1maxm1g，Ff2maxm2g，a1g，
7、a2g，又a1a229，故m2先滑动，C错误，D正确。6两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是() 答案B解析小球做匀速圆周运动，对其受力分析如图所示，则有mgtanm2Lsin，整理得：Lcos，则两球处于同一高度，故B正确。 7(多选)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是() Aa绳的张力不行能为
8、零Ba绳的张力随角速度的增大而增大C当角速度，b绳将出现弹力D若b绳突然被剪段，则a绳的弹力肯定发生改变答案AC解析对小球受力分析可得a绳的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力，解得Ta，为定值，A正确，B错误。当Tacosm2l时，b绳的弹力为零，若角速度大于该值，则b绳将出现弹力，C正确。由于绳b可能没有弹力，故绳b突然被剪断，则a绳的弹力可能不变，D错误。8(多选)如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是() A小球通过最高点时的最小速度vminB小球通过最高点时的最小速度vmin0C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管
9、壁对小球肯定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球肯定有作用力答案BC解析在光滑圆形管道的最高点，小球的速度可以等于零，A错误，B正确；在ab线以下时，外侧管壁对小球的弹力要供应向心力，而在ab线以上，当速度较小时，小球要挤压内侧管壁，故C正确，D错误。9.(多选)如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则() A球A的线速度必定大于球B的线速度B球A的角速度必定小于球B的角速度C球A的运动周期必定小于球B的运动周期D球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力答案AB解析由
10、于A、B球的向心力都是来自重力mg和支持力FN的合力F合(即FN在指向圆心方向上的分力)，由题图得：F合mgcot，所以FA向FB向mgcot(两球向心力大小相等)。比较线速度时，选用F向m分析得r大，v肯定大，A选项正确；比较角速度时，选用F向m2r分析得r大，肯定小，B选项正确；比较周期时，选用F向m2r分析得r大，T肯定大，C选项不正确；受力分析得知，A、B两球的支持力FN都等于mg/sin，依据牛顿第三定律知D选项不正确。二、真题与模拟1020xx浙江高考(多选)如图为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R90m的大圆弧和r40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、
11、O距离L100m。赛车沿弯道路途行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动。要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g10m/s2，3.14)，则赛车() A在绕过小圆弧弯道后加速B在大圆弧弯道上的速率为45m/sC在直道上的加速度大小为5.63m/s2D通过小圆弧弯道的时间为5.58s答案AB解析因赛车在圆弧弯道上做匀速圆周运动，由向心力公式有Fm，则在大小圆弧弯道上的运动速率分别为v大45m/s，v小30m/s，可知赛车在绕过小圆弧弯道后做加速运动，则A、B项正确；由几何关系得直道长度为d50
12、m，由运动学公式vv2ad，得赛车在直道上的加速度大小为a6.50m/s2，则C项错误；分析可得小圆弧所对应的圆心角为，则赛车在小圆弧弯道上运动时间t2.79s，则D项错误。1120xx全国卷小球P和Q用不行伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点() AP球的速度肯定大于Q球的速度BP球的动能肯定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力肯定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度肯定小于Q球的向心加速度答案C解析小球从释放到最低点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律可知mgLmv
13、2，v，绳长L越长，小球到最低点时的速度越大，A项错误；由于P球的质量大于Q球的质量，由Ekmv2可知，不能确定两球动能的大小关系，B项错误；在最低点，依据牛顿其次定律可知Fmgm，求得F3mg，由于P球的质量大于Q球的质量，因此C项正确；由a2g可知两球在最低点的向心加速度相等，D项错误。1220xx上海高考风速仪结构如图a所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆回旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时间被遮挡。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间t内探测器接收到的光强随时间改变关系如图b所示，则该时间段内风轮叶片() A转速渐
14、渐减小，平均速率为B转速渐渐减小，平均速率为C转速渐渐增大，平均速率为D转速渐渐增大，平均速率为答案B解析由图b分析可知透过光的时间越来越长，说明风轮叶片转速渐渐减小，还能看出t时间内凸轮圆盘转了4圈，又因为它转1圈风轮叶片转n圈，所以t时间内风轮叶片转了4n圈，所以它的平均速率v，故只有B项正确。1320xx天津高考将来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在将来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是() A旋转舱
15、的半径越大，转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小答案B解析宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，受到侧壁对他的支持力等于他站在地球表面时的支持力，则mgmr2，因此角速度与质量无关，C、D项错误；半径越大，须要的角速度越小，A项错误，B项正确。1420xx福建高考如图所示，在竖直平面内，滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，其次次由C滑到A，所用的时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数
16、恒定，则() At1t2D无法比较t1、t2的大小答案A解析小滑块运动过程中受滑动摩擦力FfFN。经过AB段和BC段时受力状况如图所示。 依据圆周运动的学问可得mgFN1m，FN2mgm。在AB段运动时，速度越大，FN1越小，滑动摩擦力FfFN越小；在BC段运动时，速度越小，FN2越小，滑动摩擦力也越小。把滑块由A到C和由C到A的运动相比较，在AB段运动时前者速度较大，受摩擦力小，在BC段运动时前者速度较小，受摩擦力小。综上，滑块从A到C运动过程中受摩擦力较小，因此平均速度较大，时间较短，A正确。1520xx全国卷(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与
17、转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止起先绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度。下列说法正确的是() Ab肯定比a先起先滑动Ba、b所受的摩擦力始终相等C是b起先滑动的临界角速度D当时，a所受摩擦力的大小为kmg答案AC解析b相对圆盘不滑动时有Ff静m2r，a、b半径不同，所需的向心力不同，所受摩擦力不同，B错误。当a恰好滑动时，有kmgml，得0a，同理可得，b恰好滑动时0b，故A、C正确。0a，a相对圆盘未滑动，Ff静m2lkmg，D错误。1620xx安徽高考如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固
18、定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30，g取10m/s2。则的最大值是() A.rad/sB.rad/sC1.0rad/sD0.5rad/s答案C 解析小物块恰好滑动时，应在A点，如图所示，对滑块受力分析。由牛顿其次定律得mgcos30mgsin30m2r，解得1.0rad/s，C正确。1720xx广东百校联考(多选)如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r0.4m，最低点处有一小球(半径比r小许多)，现给小球一水平向右的初速度v0，要使小球不脱离
19、圆轨道运动，v0的大小可能为(g10m/s2)() A2m/sB4m/sC6m/sD8m/s答案ACD解析要使小球不脱离轨道运动，则需越过最高点或不越过四分之一圆周。越过最高点的临界状况：mg，得v2m/s，由机械能守恒定律得mg2rmv2mv，解得v02m/s；若不能过四分之一圆周，依据机械能守恒定律有mgrmv，解得v02m/s。所以v2m/s或v2m/s均符合要求，A、C、D正确，B错误。1820xx浙江台州检测如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球。在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A。把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止起先释放，当细绳遇到钉子
20、后的瞬间(细绳没有断)，下列说法中正确的是() A小球的向心加速度突然增大到原来的3倍B小球的线速度突然增大到原来的3倍C小球的角速度突然增大到原来的1.5倍D细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍答案A解析细绳遇到钉子的瞬间，线速度不变，B错误。圆周运动的半径由L变为，由a知，a增大到原来的3倍，A正确。依据vr知，角速度增大到原来的3倍，C错误。细绳遇到钉子前瞬间FTmgm，碰后瞬间FTmgm，再依据机械能守恒有mgLmv2，由此可得FTFT，D错误。 一、基础与经典19.如图所示，一质量M2.0kg的长木板AB静止在水平面上，木板的左侧固定一半径R0.60m的四分之一圆弧形轨道，轨道末
21、端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同。现在将质量m1.0kg的小铁块(可视为质点)从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时轨道对小铁块的支持力为25N，最终小铁块和长木板达到共同速度。忽视长木板与地面间的摩擦。取重力加速度g10m/s2。求： (1)小铁块在弧形轨道末端时的速度大小；(2)小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功Wf；(3)小铁块和长木板达到的共同速度v。答案(1)3m/s(2)1.5J(3)1m/s解析(1)小铁块在弧形轨道末端时，满意Fmg，解得v03m/s。(2)依据动能定理mgRWfmv0，解得Wf1.5J。(3)依据动量守恒定律mv0
22、(mM)v，解得v1m/s。2020xx年8月29日，天津国际无人机绽开幕。其中，首次公开展出的软体飞机引发观众广泛关注。据介绍，软体飞机是没有硬质骨架的飞机，从箱子里面取出来吹气成型。同比之下机翼面积大，载荷实力强，可做超低速超低空飞行，具有良好的弹性，耐撞击而不易受损。可用于航拍、航测、遥感等用途。翱翔从容、稳定、柔软、自如，易操纵，被称为“空中自行车”“无线的风筝”。若一质量为m的软体飞机超低空飞行，在距离地面h高度的水平面内，以速率v做半径为R的匀速圆周运动，重力加速度为g。(1)求空气对飞机的作用力的大小。(2)若飞机在匀速圆周运动过程中，飞机上的一个质点脱落，求质点落地点与飞机做匀
23、速圆周运动的圆心之间的距离(空气阻力忽视不计)。答案(1)m(2)解析(1)飞机做匀速圆周运动，受力分析如图所示所受合力供应向心力，则F合m， 空气对飞机的作用力的大小Fm。(2)飞机上的一个质点脱落后，做初速度为v的平抛运动，由平抛运动规律得：xvt，hgt2，质点落地点与飞机做匀速圆周运动的圆心之间的距离L，联立解得L。二、真题与模拟2120xx江苏高考一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上。套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L。装置静止时，弹簧长为L。转动该装置并缓慢增大转速
24、，小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内，忽视一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。求： (1)弹簧的劲度系数k；(2)AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度0；(3)弹簧长度从L缓慢缩短为L的过程中，外界对转动装置所做的功W。答案(1)(2)(3)mgL解析(1)装置静止时，设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1，OA杆与转轴的夹角为1。小环受到弹簧的弹力F弹1k，小环受力平衡，F弹1mg2T1cos1，小球受力平衡，F1cos1T1cos1mg；F1sin1T1sin1，解得k。(2)设OA杆中的弹力为F2，OA杆与转轴的夹角为2，弹簧长度为x。小环受到弹簧的弹力F弹2k(xL)，小环受力平衡，F
25、弹2mg，得xL，对小球，F2cos2mg；F2sin2mlsin2且cos2，解得0。(3)弹簧长度为L时，设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3，OA杆与弹簧的夹角为3。小环受到弹簧的弹力F弹3kL，小环受力平衡，2T3cos3mgF弹3，且cos3，对小球，F3cos3T3cos3mg；F3sin3T3sin3mlsin3，解得3。整个过程弹簧弹性势能改变为零，则弹力做的功为零，由动能定理Wmg2mg2m(3lsin3)2解得WmgL。2220xx福建漳州三联某电视台正在策划的“欢乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂移着一个
26、半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动。启动后2s悬挂器脱落。设人的质量为m(看作质点)，人与转盘间的最大静摩擦力为mg，重力加速度为g。 (1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度马上变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围？(2)已知H3.2m，R0.9m，取g10m/s2，当a2m/s2时选手恰好落在转盘的圆心上，求L?答案(1)(2)7.2m解析(1)设人落在转盘边缘处不至被甩下，临界状况下最大静摩擦力供应向心
27、力，则有：mgmR，解得0，则为保证选手在任何位置都不会被甩下转盘，角速度应满意。(2)匀加速过程：x1at222m4m，vCat14m/s，平抛过程：Hgt，得t20.8s，x2vCt240.8m3.2m，故Lx1x27.2m。2320xx安徽江南十校联考某游乐场的一项游乐设施如图甲所示，可以简化为如图乙所示的模型，已知圆盘的半径为R2.5m，悬绳长LR，圆盘启动后始终以恒定的角速度转动，圆盘先沿着杆匀加速上升，再匀减速上升直到到达最高点(整个上升过程比较缓慢)，当圆盘上升到最高点转动时，悬绳与竖直方向的夹角为45，重力加速度取g10m/s2。求： (1)圆盘转动的角速度； (2)若圆盘到达
28、最高点时离地面的高度为h22.5m，为了防止乘客携带的物品意外掉落砸伤地面上的行人，地面上至少要设置多大面积的区域不能通行； (3)已知甲乙两名乘客的质量分别是m1和m2(m1m2)，在圆盘加速上升的过程中，他们座椅上的悬绳与竖直方向的夹角分别为1和2，比较1和2的大小关系。 答案(1)rad/s(2)225m2(3)12解析(1)设乘客和座椅的总质量是m，悬绳拉力为FT 竖直方向上：FTcosmg，水平方向上：FTsinm2(RRsin)，以上两式联立解得rad/s。(2)物品掉落时的速度v(RRsin)5m/s，物品掉落后做平抛运动，竖直方向有hRcos，解得t2s，平抛运动的水平位移为x
29、vt10m，设置禁止通行区域半径为R15m，得SR2225m2。(3)设加速上升过程中，圆盘上升加速度为a，竖直方向：FTcosmgma，水平方向：FTsinm2(RRsin)，两式联立可得(ga)tan2(RRsin)，可见与质量无关，即12。 高一物理教案：匀速圆周运动教学设计（三） 高一物理教案：匀速圆周运动教学设计（三） 一、教材分析 本节内容选自人教版物理必修2第五章第4节。本节主要介绍了圆周运动的线速度和角速度的概念及两者的关系;学生前面已经学习了曲线运动，抛体运动以及平抛运动的规律，为本节课的学习做了很好的铺垫;而本节课作为对特别曲线运动的进一步深化学习，也为以后接着学习向心力、
30、向心加速度和生活中的圆周运动物理打下很好的基础，在教材中有着承上启下的作用;因此，学好本节课具有重要的意义。本节课是从运动学的角度来探讨匀速圆周运动 ，围围着如何描述匀速圆周运动的快慢绽开，通过探究理清各个物理量的相互关系，并使学生能在详细的问题中加以应用。 (过渡句)知道了教材特点，我们再来了解一下学生特点。也就是我说课的其次部分：学情分析。 二、学情分析 学生虽然已经具备了较为完备的直线运动的学问和曲线运动的初步学问，并学会了用比值定义法描述匀速直线运动的快慢，尽管如此，但由于匀速圆周运动的特别性和困难性以及学生认知水平的差异，本节课的内容对学生来讲仍旧是一个不小的台阶。 (过渡句)基于以
31、上的教材特点和学生特点，我制定了如下的教学目标，力图把传授学问、渗透学习方法以及培育爱好和实力有机的融合在一起，达到最好的教学效果。 三、教学目标 【学问与技能】 知道描述圆周运动快慢的两个物理量线速度、角速度，会推导二者之间的关系。 【过程与方法】 通过对传动模型的应用，对线速度、角速度之间的关系有更加深化的了解，提高分析实力和抽象思维实力。 【情感看法与价值观】 在思索中体会物理学科严谨的逻辑关系，提高分析归纳实力，养成严谨科学的学习习惯。 (过渡句)基于这样的教学目标，要上好一堂课，还要明确分析教学的重难点。 四、教学重难点 【重点】 线速度、角速度的概念。 【难点】 1.二者关系的推导
32、过程; 2. 对匀速圆周运动是变速运动的理解。 (过渡句)说完了教学重难点，下面我将着重谈谈本堂课的教学过程。 五、教学过程 首先是导入环节： 在这个环节中，我将展示生活中的一些运动，如摩天轮、脱水桶等，引导学生找相像点：运动轨迹是一些圆，从而引出，这种轨迹为圆周的运动叫做圆周运动引出课题。 接下来，我会顺势让学生再例举生活中的圆周运动，然后提出问题，直线运动我们用单位时间内的位移来描述物体的运动快慢，那么对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢? 【意图：这个问题我采纳类比的方式去提问，一方面让学生回顾前面学过的直线运动，另一方面让学生带着问题去思索二者的不同，有效的启发了学生的思维，很顺当的
33、过渡到了接下来要讲的线速度和角速度。】 学习线速度的概念时，我会用flash协作实物电风扇的页片，让学生视察当用手缓慢拨动页片转动时，页片上分别标记的红、蓝两种与圆心距离不等的点的运动状况，哪个快那个慢。学生可以探讨发觉相同的时间里，通过的弧长长的点运动得快。于是我们就可以用二者的比值来表示线速度的大小，而且我会引导学生去发觉，当时间t足够小的时候，所对于的弧长也特别短，接近于圆弧上的一个点，因此线速度是瞬时速度，它的方向也就是在圆周各点的切线方向。另外还需让学生探讨沟通“匀速圆周运动”中“匀速”的含义。【意图：这是本堂课的一个难点，学生很容于将这里的匀速理解为速度不变。所以在这里我会再次强调
34、速度的矢量性，它既有大小也有方向，这里的“匀速”其实是指“匀速率”，线速度大小不变，但是线速度的方向在时刻变更。】 接下来在学习角速度的概念时，应向学生说明这个概念是依据匀速圆周运动的特点和描述运动的须要而引入的，即物体做匀速圆周运动时，每通过一段弧长都与转过肯定的圆心角相对应，因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间比值来描述，由此引入角速度的概念。但是在讲解并描述角速度的概念时，不须要向学生强调角速度的矢量性。因为这个会在高校学习刚体力学的时候才学，须要用右手螺旋定则确定。 明确了两个概念之后，本堂课的一大重点就解决了，而依据教学目标，以及学生在学习过程和实际操作中暴露出的问题，
35、如何去推导线速度、角速度之间的数学关系又是本堂课的又一难点。在这里我将带领学生去回顾数学中的表达式，然后让学生自己动手推导。 接下来在巩固提升环节，我将让学生视察自行车传动结构示意图中的大齿轮、小齿轮、后轮三个部分的转动，分析A、B、C三个点线速度、角速度的关系。【意图：这是中学阶段比较典型额皮带传动问题，关键是要让学生明确两种状况下v和的关系：同轴、共线，在此基础上可以再提升难度：当三个轮子一起转的时候，又如何比较快慢，这样问题的设置层层深化，有梯度性，也符合学生的认知规律】 最终是小结作业环节，我将提出如下问题：除了线速度、角速度，还有一些可以用来描述快慢的物理量，如周期T、频率f，他们之
36、间的关系又如何?可以让学生自己尝试推导这些物理量之间的关系。 以上便是我整堂课的教学过程。 这是我的板书设计，采纳提纲式的设计简洁明白，可以让学生在之后的负习中有章可循有本可依。 高一物理教案：匀速圆周运动教学设计（一） 高一物理教案：匀速圆周运动教学设计（一） 教学目标 学问目标 1、相识匀速圆周运动的概念. 2、理解线速度、角速度和周期的概念，驾驭这几个物理量之间的关系并会进行计算. 实力目标 培育学生建立模型的实力及分析综合实力. 情感目标 激发学生学习爱好，培育学生主动参加的意识. 教学建议 教材分析 教材首先明确要探讨圆周运动中的最简洁的状况，匀速圆周运动，接着从描述匀速圆周运动的快
37、慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念，最终推导出线速度、角速度、周期间的关系，中间有一个思索与探讨做为铺垫. 教法建议 关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是：通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料，让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别，有必要引入相关的物理量加以描述.学习线速度的概念，可以依据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生相识弧长 与时间 比值保持不变的特点，进而引出线速度的大小与方向.同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.学习角速度和周期的概念时，应向学生说明这两个概念是依据匀速圆周运动的特点和描述运动
38、的须要而引入的.即物体做匀速圆周运动时，每通过一段弧长都与转过肯定的圆心角相对应，因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角 与时间t比值来描述，由此引入角速度的概念.又依据匀速圆周运动具有周期性的特点，物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述，为此引入了周期的概念.讲解并描述角速度的概念时，不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲解并描述概念的同时，要让学生体会到匀速圆周运动的特点：线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动. 关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是：结合课件引导学生相识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同，但它们之间是有联系的，并引导
39、学生从如下思路理解它们之间的关系： 教学设计方案 匀速圆周运动 教学重点：线速度、角速度、周期的概念 教学难点：各量之间的关系及其应用 主要设计： 一、描述匀速圆周运动的有关物理量. (一)让学生举一些物体做圆周运动的实例. (二)展示课件1、齿轮传动装置 课件2、皮带传动装置 为引入概念供应感性相识，引起思索和探讨 (三)展示课件3：质点做匀速圆周运动 可暂停.可读出运行的时间 ，对应的弧长 ，转过的圆心角 ，进而给出线速度、角速度、周期、频率、转速等概念. 二、线速度、角速度、周期间的关系： (一)重新展示课件 1、齿轮传动装置.让学生体会到有些不同的点线速度大小相同，但角速度、周期不同，
40、有些不同的点角速度、周期相同，但线速度大小不同;进而此导同学去分析它们之间的关系： 探究活动 视察与测量：请探讨一下自行车飞轮与中轴轮盘通过链条的连接关系：测量一下各自的半径，并思索验证两轮的角速度关系，边缘点的线速度大小关系;有条件的话探讨一下“变速自行车”的变速原理. 圆周运动5.4圆周运动学案（人教版必修2） 1描述圆周运动的物理量 物理量 物理意义 定义、公式、单位 线速度 描述物体沿圆周_方向运动的快慢程度 物体沿圆周通过的_与时间的比值 v_ 单位：m/s 方向：沿_方向 角速度 描述物体绕圆心_的快慢 连结运动质点和圆心的半径扫过的_与时间的比值 _ 单位：rad/s 周期 和转
41、速 描述匀速圆周运动的_ 周期T：做匀速圆周运动的物体，转过_所用的时间，公式T_，单位：_ 转速n：物体单位时间内所转过的_，单位：_、_2.当物体做匀速圆周运动时，线速度大小到处_，方向沿圆周_方向，是一种变速运动 3线速度和周期的关系式是_，角速度和周期的关系式是_，线速度和角速度的关系式是_，频率和周期的关系式是_ 4在分析传动装置的各物理量之间的关系时，要先明确什么量是相等的，什么量是不等的，在通常状况下： (1)同轴的各点角速度、转速、周期_，线速度与半径成_ (2)在不考虑皮带打滑的状况下，皮带上各点与传动轮上各点线速度大小_，而角速度与半径成_ 5下列关于匀速圆周运动的说法中，
42、正确的是() A线速度不变B角速度不变 C加速度为零D周期不变 6关于匀速圆周运动的角速度和线速度，下列说法正确的是() A半径肯定，角速度和线速度成反比 B半径肯定，角速度和线速度成正比 C线速度肯定，角速度和半径成反比 D角速度肯定，线速度和半径成正比 【概念规律练】 学问点一匀速圆周运动的概念 1对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中错误的是() A相等的时间内通过的路程相等 B相等的时间内通过的弧长相等 C相等的时间内运动的位移相同 D相等的时间内转过的角度相等 学问点二描述圆周运动的物理量之间的关系 图1 2如图1所示，圆环以直径AB为轴匀速转动，已知其半径R0.5m，转动周期T4s，
43、 求环上P点和Q点的角速度和线速度 学问点三传动装置问题的分析 3如图2所示为某一皮带传动装置主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动 轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑下列说法正确的是() 图2 A从动轮做顺时针转动B从动轮做逆时针转动 C从动轮的转速为nD从动轮的转速为n 4如图3所示的皮带传动装置(传动皮带是绷紧的且运动中不打滑)中，主动轮O1的半 径为r1，从动轮O2有大小两轮且固定在同一个轴心O2上，半径分别为r3、r2，已知r3 2r1，r21.5r1，A、B、C分别是三个轮边缘上的点，则当整个传动装置正常工作时， A、B、C三点的线速度之比为_；角速度之比为_
44、；周期之比为_ 图3 【方法技巧练】 圆周运动与其他运动结合的问题的分析技巧 5. 图4 如图4所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，在其正上方h处沿OB 方向水平抛出一小球，要使球与盘只碰一次，且落点为B，则小球的初速度v_， 圆盘转动的角速度_. 6如图5所示， 图5 有始终径为d的纸制圆筒，使它以角速度绕轴O匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆 筒若子弹在圆筒旋转不到半周时，就在圆筒上先后留下a、b两个弹孔，已知aO、bO 的夹角为，求子弹的速度 参考答案课前预习练 1切线弧长圆弧的切线转动角度快慢程度一周s圈数r/sr/min 2相等切线 3vvrf 4(1)相等正比(2)相等反比 5BD匀速圆周运动的角速度是不变的，线速度的大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动的线速度是变更的，因而加速度不为零 6BCD由vr，知B、C、D正确 课堂探究练 1C匀速圆周运动在随意相等的时间内通过的弧长相等，通过的角度相等，但相等时间段内对应的位移方向不同，故C错 21.57rad/s1.57rad/s 039m/s0.68m/s 解析P点和Q点的角速度相