圓周運(yùn)動(dòng)教材分析

1、教 材 分 析第二章 圓周運(yùn)動(dòng)本章內(nèi)容在物理學(xué)中的地位和作用本章內(nèi)容在物理學(xué)中的地位和作用1、延續(xù)作用，它是前面學(xué)習(xí)的直線運(yùn)動(dòng)、延續(xù)作用，它是前面學(xué)習(xí)的直線運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)的不斷延續(xù)；和牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)的不斷延續(xù)； 2、深化鞏固作用，本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利、深化鞏固作用，本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利于進(jìn)一步加深對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)，前于進(jìn)一步加深對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)，前面所學(xué)習(xí)的力學(xué)知識(shí)通過在新的物理情景面所學(xué)習(xí)的力學(xué)知識(shí)通過在新的物理情景中（圓周運(yùn)動(dòng)）運(yùn)用得到了升華，同時(shí)也中（圓周運(yùn)動(dòng)）運(yùn)用得到了升華，同時(shí)也得到了進(jìn)一步的鞏固；得到了進(jìn)一步的鞏固； 3、奠基作用，本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)肩負(fù)著為、奠基作用，本

2、章內(nèi)容的學(xué)習(xí)肩負(fù)著為后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠基的作用，后面我們將后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠基的作用，后面我們將要學(xué)習(xí)到要學(xué)習(xí)到電場(chǎng)電場(chǎng)和和磁場(chǎng)磁場(chǎng)，帶電粒子，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)都是本章知識(shí)的進(jìn)一步遷移和運(yùn)用。都是本章知識(shí)的進(jìn)一步遷移和運(yùn)用。 課時(shí)安排：課時(shí)安排： 1 1、圓周運(yùn)動(dòng)（、圓周運(yùn)動(dòng)（描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性與多解性量、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性與多解性）（2 2）2 2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度（2 2） 3 3、圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析（勻速圓周運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例

3、分析（勻速圓周運(yùn)動(dòng)和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）（和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）（2 2）4 4、綜合復(fù)習(xí)（、綜合復(fù)習(xí)（2 2） 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量一、描述圓周運(yùn)動(dòng)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(guān)系各量之間的關(guān)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(yùn)動(dòng)的周期性引起的多解問題圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)直軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng), ,當(dāng)半徑當(dāng)半徑OBOB轉(zhuǎn)到某一轉(zhuǎn)到某一方向時(shí)方向時(shí), ,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(shí)的速度小球拋出時(shí)的速度及圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大時(shí)及圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大時(shí), ,小球與圓小球與圓板只碰一次板只碰一次, ,且相碰點(diǎn)為且相碰點(diǎn)為B B？ 【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性圓周運(yùn)動(dòng)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(huì)涉及圓周運(yùn)有些題目會(huì)涉及圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)這兩種不同的運(yùn)動(dòng)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)這兩種不同的運(yùn)動(dòng),

5、 ,這兩種這兩種不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律在解決同一問題時(shí)不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律在解決同一問題時(shí), ,必然有必然有一個(gè)物理量在起橋梁作用一個(gè)物理量在起橋梁作用, ,把兩種不同運(yùn)把兩種不同運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來動(dòng)聯(lián)系起來, ,這一物理量常常是這一物理量常常是“時(shí)間時(shí)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(zhuǎn)動(dòng)（圖示為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（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(zhuǎn)不到半周時(shí)若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí),在圓周在圓周上留下上留下a、b兩個(gè)彈孔兩個(gè)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(zhǎng)，以角速以角速度度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一顆子彈從左邊平行于軸射向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jī)械傳動(dòng)問題機(jī)械傳動(dòng)問題三種傳動(dòng)：皮帶傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、三種傳動(dòng)：皮帶傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)都抓住相同量齒輪傳動(dòng)都抓住相同量1.同一物體繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體同一物體繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體上各點(diǎn)角速度、轉(zhuǎn)速、周期相同上各點(diǎn)角速度、轉(zhuǎn)速、周期

7、相同2.與皮帶相接觸的輪邊緣各點(diǎn)、或與皮帶相接觸的輪邊緣各點(diǎn)、或直接相接觸的輪邊緣各點(diǎn)線速度大直接相接觸的輪邊緣各點(diǎn)線速度大小相同小相同機(jī)械傳動(dòng)問題機(jī)械傳動(dòng)問題（09上海）小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知上海）小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱為：快速測(cè)量識(shí)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱為：快速測(cè)量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過計(jì)算自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過計(jì)算踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，推算自行車的騎行速踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)間度。經(jīng)過騎行，他得到如下數(shù)據(jù)：在時(shí)間t內(nèi)內(nèi)踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為N，那么踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的，那

8、么踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)量的物理有要測(cè)量的物理有 ，自行車騎行速度的計(jì)算公自行車騎行速度的計(jì)算公V= 。復(fù)習(xí)提問復(fù)習(xí)提問 ： 例、例、如圖皮帶傳動(dòng)裝置，不打滑，求如圖皮帶傳動(dòng)裝置，不打滑，求A、B、C三質(zhì)三質(zhì)點(diǎn)的線速度之比，角速度之比，向心加速度之比，點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的向心力和向吣加速二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)秋千）、火車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎、（旋轉(zhuǎn)秋千）、火車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎、過山車、汽車過橋等，學(xué)生親自做實(shí)過山車、汽車過橋等，學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)，如水流星表演、小球從斜面上不驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)同高度釋放，小球在豎直面的圓運(yùn)動(dòng)情況等，讓學(xué)生體會(huì)物理離我們很近，情況等，讓學(xué)生體會(huì)物理離我們很近，真正感受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系。真正感受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系。三、圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析三、圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)通過兩個(gè)實(shí)例通過兩個(gè)實(shí)例分析，總結(jié)解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題分析，總結(jié)解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的方法關(guān)鍵：受力分析、確定的方法關(guān)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(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎GNF合合圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析2.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)通過實(shí)例，通過實(shí)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(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)受力和速度，定律分析圓運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)受力和速度，進(jìn)一步分析桿支撐物體在豎直面內(nèi)做變進(jìn)一步分析桿支撐物體在豎直面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)，總結(jié)它們?cè)趫A周的最高點(diǎn)速圓周運(yùn)動(dòng)，總結(jié)它們?cè)趫A周的最高點(diǎn)的受力和速度的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，及最的受力和速度的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，及最低點(diǎn)受力與最高點(diǎn)的不同點(diǎn)。再拓展到低點(diǎn)受力與最高點(diǎn)的不同點(diǎn)。再拓展到汽車過橋問題、物體在豎直圓管內(nèi)的運(yùn)汽車過橋問題、物體在豎直圓管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)問題等，最后抽象出物理模型。動(dòng)問題等，最后抽象出物理模型。rmF2曲曲線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)平平拋拋圓圓周周恒力恒力變力變力分解運(yùn)動(dòng)分解運(yùn)動(dòng)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