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圆周运动学案5(高二物理)
所属科目:物理    文件类型:doc
类别:教案/同步练习
上传日期:2018/5/8  
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高中物理必修二 同步教案
圆周运动
【学习目标】
知识与技能
1、知道什么是匀速圆周运动
2、理解什么是线速度、角速度和周期
3、理解线速度、角速度和周期之间的关系
过程与方法
能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题。
情感态度与价值观
通过描述匀速圆周运动快慢的教学,使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。
【学习重点】
1、理解线速度、角速度和周期
2、什么是匀速圆周运动
3、线速度、角速度及周期之间的关系
【学习难点】
对匀速圆周运动是变速运动的理解
【学习课时】
2课时
【探究学习】
一、线速度
(1)物理意义:描述质点
(2) 方向:
(3) 大小:
(4)单位:
二、角速度
(1)物理意义:描述质点
(2)大小:
(3)单位:
(4)转速是指:
三、线速度、角速度和周期之间的关系
(1)定义:做圆周运动的物体 叫周期。
做圆周运动的物体 叫频率。
(2)周期与频率的关系:
(3)频率与转速的关系:
【课堂实录】
引入新课
一、导入新课
(1)物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?

(2)今天我们就来学习最简单的圆周运动——圆周运动
新课讲解
(一)用投影片出示本节课的学习目标
知识与技能
1、知道什么是匀速圆周运动
2、理解什么是线速度、角速度和周期
3、理解线速度、角速度和周期之间的关系
过程与方法
能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题。
情感态度与价值观
通过描述匀速圆周运动快慢的教学,使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。
(二)学习目标完成过程
1、匀速圆周运动
(1)用多媒体投影一个质点做圆周运动,在相等的时间里通过相等的弧长。
(2)并出示定义: 就叫匀速圆周运动。
(3)举例:
(4)通过电脑模拟:两个物体都做圆周运动,但快慢不同,过渡引入下一问题。
2、描述匀速圆周运动快慢的物理量
(1)线速度
a:分析:物体在做匀速圆周运动时,运动的时间t增大几倍,通过的弧长也增大几倍,所以对于某一匀速圆周运动而言,s与t的比值越大,物体运动得越快。
b:线速度
1)线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
2)线速度是矢量,它既有大小,也有方向。
3)线速度的大小


4)线速度的方向在圆周各点的切线方向上
5)讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?
6)得到:
(2)角速度
a:学生阅读课文有关内容
b:出示阅读思考题
1)角速度是表示 的物理量
2)角速度等于 和 的比值
3)角速度的单位是
c:说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的
d:强调角速度单位的写法rad/s
(3)周期、频率和转速
a:学生阅读课文有关内容
b:出示阅读思考题:
1) 叫周期, 叫频率; 叫转速
2)它们分别用什么字母表示?
3)它们的单位分别是什么?
c阅读结束后,学生自己复述上边思考题。
(4)线速度、角速度、周期之间的关系
a:过渡:既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量,那么他们之间有什么样的关系呢?
b:用投影片出示思考题
一物体做半径为r的匀速圆周运动
1)它运动一周所用的时间叫 ,用T表示。它在周期T内转过的弧长为 ,由此可知它的线速度为 。
2)一个周期T内转过的角度为 ,物体的角速度为 。
c:通过思考题总结得到:
d:讨论
1)当v一定时,与r成反比
2)当一定时及v与r成正比
3)当r一定时,v与成正比
(三)实例分析(用投影片出示)
【范例精析】
例1 如图所示,静止在地球上的物体都要随地球一起转动,下列说法正确的是( )
A.它们的运动周期都是相同的
B.它们的线速度都是相同的
C.它们的线速度大小都是相同的
D.它们的角速度是不同的
解析 地球绕自转轴转动时,所有地球上各点的周期及角速度都是相同的,地球表面物体做圆周运动的平面是物体所在纬度线平面,其圆心分布在整条自转轴上。不同纬度处物体做圆周运动的半径是不同的,只有同一纬度处的物体转动半径相等,线速度的大小才相等,但即使物体的线速度大小相同,方向也各不相同。答案:A

例2 如图所示,直径为d的纸质圆筒,以角速度ω绕轴O高速运动,有一颗子弹沿直径穿过圆筒,若子弹穿过圆筒时间小于半个周期,在筒上先、后留下a、b两个弹孔,已知ao、bo间夹角为φ弧度,则子弹速度为
解析子弹在a处进入筒后,沿直径匀速直线运动,经t=d/v时间打在圆筒上,在t时间内,圆筒转过的角度θ=ωt=π-φ,则d/v=(π-φ)/ω,v=dω/(π-φ)
答案 dω/(π-φ)

例3 对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )
A.相等的时间里通过的路程相等
B.相等的时间里通过的弧长相等
C.相等的时间里发生的位移相同
D.相等的时间里转过的角度相等
解析 质点做匀速圆周运动时,因线速度的大小不变,故在相等的时间内通过的圆弧长度相等,即路程相等,A、B项正确,因角速度相等,此时半径转过的角度也相等,D项正确,但由于位移是矢量,在相等时间里,质点的位移大小相等,方向却不一定相同,因此位移不一定相同,故C项错误。本题选ABD

例4 如图所示的皮带传动装置,主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r,从动轮O2的半径为2r,A、B、C分别为轮缘上的三点,设皮带不打滑,求:
⑴A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC=
⑵A、B、C三点的线速度大小之比v A∶vB∶vC=
解析 皮带不打滑,表示皮带接触点处线速度大小相等,故vB=vC.,因A与B为同一轮上两点,角速度相等,线速度与半径成正比,vA=3vB,故三点线速度之比为3∶1∶1
因vB=vC,当线速度相等时,角速度与半径成反比,rB∶rC=1∶2,所以ωB∶ωC=2∶1,又ωA=ωB,故三点角速度之比为2∶2∶1。答案:2∶2∶1,3∶1∶1

【能力训练】
1.质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( BC )
A.线速度越大,周期一定越小
B.角速度越大,周期一定越小
C.转速越大,周期一定越小
D.圆周半径越小,周期一定越小
2.关于匀速圆周运动的角速度与线速度,下列说法中正确的是( BCD )
A.半径一定,角速度与线速度成反比
B.半径一定,角速度与线速度成正比
C.线速度一定,角速度与半径成反比
D.角速度一定,线速度与半径成正比
3.A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比sA∶sB=2∶3,转过的角度之比φA∶φB=3∶2,则下列说法正确的是( BC )
A.它们的半径之比RA∶RB=2∶3
B.它们的半径之比RA∶RB=4∶9
C.它们的周期之比TA∶TB=2∶3
D.它们的频率之比fA∶fB=2∶3
4.两个小球固定在一根长为L的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动,如图所示,当小球1的速度为v1时,小球2的速度为v2,则转轴O到小球2的距离为( B )

A.v1L/(v1+v2) B.v2L/(v1+v2) C.(v1+v2)L/v1 D.(v1+v2)L/v1
5.半径为R的大圆盘以角速度ω旋转,如图所示,有人站在盘边P点上随盘转动,他想用枪击中在圆盘中心的目标O ,若子弹的速度为v0,则( D )
A.枪应瞄准目标O射去
B.枪应向PO的右方偏过θ角射去,而cosθ=ωR/v0
C.枪应向PO的左方偏过θ角射去,而tanθ=ωR/v0
D.枪应向PO的左方偏过θ角射去,而sinθ=ωR/v0
6.电扇的风叶的长度为1200mm,转速为180r/min,则它的转动周期是 s,角速度是   rad/s,叶片端点处的线速度是   m/s。1/3, 6π ,22.61
7.一个圆环,以竖直直径AB为轴匀速转动,如图所示,则环上M、N两点的线速度大小之比vM∶vN=_____;角速度之比ωM∶ωN=_____;周期之比TM∶TN=_____。1.73∶1, 1∶1, 1∶1
8.如图所示,在轮B上固定一同轴小轮A,轮B通过皮带带动轮C,皮带和两轮之间没有滑动,A、B、C三轮的半径依次为r1、r2和r3。绕在A轮上的绳子,一端固定在A轮边缘上,另一端系有重物P,当重物P以速率v匀速下落时,C轮转动的角速度为_____。r2v/r1r3

【课堂小结】
1、什么叫匀速圆周运动?
2、描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个?分别说明它们的含义及求解公式,他们间的联系。




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