第2課時 圓周運(yùn)動

1、第第2 2課時圓周運(yùn)動課時圓周運(yùn)動 知識梳理知識梳理 考點透析考點透析 隨堂演練隨堂演練 微課拓展微課拓展 知識梳理知識梳理 教材導(dǎo)引教材導(dǎo)引 以題扣點以題扣點 教材導(dǎo)讀教材導(dǎo)讀 1.1.閱讀教材閱讀教材, ,說明角速度單位與轉(zhuǎn)速單位的不同之處及二者之間的關(guān)系說明角速度單位與轉(zhuǎn)速單位的不同之處及二者之間的關(guān)系. . 答案答案: :在國際單位制中在國際單位制中, ,角速度的單位是弧度每秒角速度的單位是弧度每秒, ,符號是符號是rad/s.rad/s.轉(zhuǎn)速的單位轉(zhuǎn)速的單位 為轉(zhuǎn)每秒為轉(zhuǎn)每秒, ,符號為符號為r/s;r/s;或轉(zhuǎn)每分或轉(zhuǎn)每分, ,符號為符號為r/min.r/min.二者間的關(guān)系為二者

2、間的關(guān)系為=2n.=2n. 2.2.教材必修教材必修2 2圖圖4-24-2中中, ,當(dāng)你坐在過山車上經(jīng)軌道上端時當(dāng)你坐在過山車上經(jīng)軌道上端時, ,雖然頭朝下雖然頭朝下, ,但你會但你會 感覺緊緊坐在座位上感覺緊緊坐在座位上, ,為何會有這樣的感覺為何會有這樣的感覺? ? 答案答案: :當(dāng)過山車經(jīng)過軌道上端當(dāng)過山車經(jīng)過軌道上端, ,由于運(yùn)行速度很大由于運(yùn)行速度很大, ,你需要很大的向心力你需要很大的向心力, ,而而 你的重力不能滿足需要而有向軌道外側(cè)運(yùn)動的趨勢你的重力不能滿足需要而有向軌道外側(cè)運(yùn)動的趨勢, ,結(jié)果座位對你產(chǎn)生壓力結(jié)果座位對你產(chǎn)生壓力, , 就會感覺緊緊坐在座位上就會感覺緊緊坐在座

3、位上. . 基礎(chǔ)提點基礎(chǔ)提點 知識點一知識點一 描述圓周運(yùn)動的物理量描述圓周運(yùn)動的物理量 1.1.描述圓周運(yùn)動的物理量描述圓周運(yùn)動的物理量 見附表見附表 2.2.勻速圓周運(yùn)動的向心力勻速圓周運(yùn)動的向心力 (1)(1)定義定義: :做圓周運(yùn)動的物體受到的一個始終指向圓心的做圓周運(yùn)動的物體受到的一個始終指向圓心的 力力. . (2)(2)作用效果作用效果: :產(chǎn)生向心加速度產(chǎn)生向心加速度, ,只改變速度的只改變速度的 , ,不改變速度的不改變速度的 . . 等效等效 方向方向大小大小 mrmr2 2 (4)(4)來源來源: :可由一個力提供可由一個力提供, ,也可以由幾個力的也可以由幾個力的 提供

4、提供, ,還可以由還可以由 一個力的一個力的 提供提供. . 合力合力 分力分力 【試練【試練1 1】 某型石英表中的分針與時針可視為做勻速轉(zhuǎn)動某型石英表中的分針與時針可視為做勻速轉(zhuǎn)動, ,分針的分針的 長度是時針長度的長度是時針長度的1.51.5倍倍, ,則下列說法中正確的是則下列說法中正確的是( ( ) ) A.A.分針的角速度與時針的角速度相等分針的角速度與時針的角速度相等 B.B.分針的角速度是時針角速度的分針的角速度是時針角速度的6060倍倍 C.C.分針端點的線速度是時針端點線速度的分針端點的線速度是時針端點線速度的1818倍倍 D.D.分針端點的向心加速度是時針端點向心加速度的分

5、針端點的向心加速度是時針端點向心加速度的 1.51.5倍倍 C C 勻速圓周運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動知識點二知識點二 定義定義線速度線速度 不變的圓周運(yùn)動不變的圓周運(yùn)動 運(yùn)動運(yùn)動 特點特點 向心力向心力F F向 向 大小大小 , ,方向變化方向變化 向心加速度向心加速度a a向 向 大小大小 , ,方向變化方向變化 線速度線速度v v大小不變大小不變, ,方向變化方向變化 角速度角速度不變不變 合力合力 F F向 向=F =F合 合, ,合力 合力 不變不變, ,方向始終與方向始終與 速度方向速度方向 , ,且指向圓心且指向圓心 大小大小 不變不變 不變不變 大小大小 垂直垂直 BC BC 解析解析:

6、 :由勻速圓周運(yùn)動的定義知選項由勻速圓周運(yùn)動的定義知選項B B、C C正確正確; ;位移和平均速度是矢量位移和平均速度是矢量, , 其方向不同其方向不同, ,故選項故選項A A、D D錯誤錯誤. . 離心運(yùn)動離心運(yùn)動知識點三知識點三 1.1.本質(zhì)本質(zhì): :做圓周運(yùn)動的物體做圓周運(yùn)動的物體, ,由于本身的慣性由于本身的慣性, ,總有沿著圓周總有沿著圓周 飛飛 出去的傾向出去的傾向. . 2.2.受力特點受力特點( (如圖所示如圖所示) ) (1)(1)當(dāng)當(dāng)F=F= 時時, ,物體做勻速圓周運(yùn)動物體做勻速圓周運(yùn)動; ; (2)(2)當(dāng)當(dāng)F=0F=0時時, ,物體沿物體沿 飛出飛出; ; (3)(3

7、)當(dāng)當(dāng)FFmrFmr2 2時時, ,物體逐漸向物體逐漸向 靠近靠近. . 切線方向切線方向 mrmr2 2 切線方向切線方向 mrmr2 2 圓心圓心 【試練【試練3 3】 下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是( ( ) ) A.A.當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象 B.B.做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體, ,當(dāng)它所受的一切力都消失時當(dāng)它所受的一切力都消失時, ,它將做背離圓它將做背離圓 心的圓周運(yùn)動心的圓周運(yùn)動 C.C.做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體, ,當(dāng)它所受的一切力都突然消失時當(dāng)它所受的一切

8、力都突然消失時, ,它將沿切它將沿切 線做直線運(yùn)動線做直線運(yùn)動 D.D.做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體, ,當(dāng)它所受的一切力都突然消失時當(dāng)它所受的一切力都突然消失時, ,它將做曲它將做曲 線運(yùn)動線運(yùn)動 解析解析: :物體做勻速圓周運(yùn)動時物體做勻速圓周運(yùn)動時, ,合外力必須滿足物體所需要的向心力合外力必須滿足物體所需要的向心力 F=mF=m2 2r.r.若若F=0,F=0,物體由于慣性而沿切線飛出物體由于慣性而沿切線飛出, ,若若FmF0 0( (或或0 0( (或或0 0) )時時, ,物塊做圓周運(yùn)動需要的向心力大于物塊做圓周運(yùn)動需要的向心力大于( (或或 小于小于)=)=0 0時的

9、向心力時的向心力, ,物塊相對陶罐有向上物塊相對陶罐有向上( (或向下或向下) )運(yùn)動趨勢運(yùn)動趨勢. . (3)(3)若若=(1=(1k)k)0 0. .用正交分解法處理小物塊的受力時用正交分解法處理小物塊的受力時, ,豎直方向上豎直方向上 的合力與水平方向上的合力有什么不同的合力與水平方向上的合力有什么不同? ? 答案答案: :豎直方向上的合力為零豎直方向上的合力為零, ,而水平方向上的合力不為零而水平方向上的合力不為零, ,提供小物提供小物 塊的向心力塊的向心力. . 答案答案: :見規(guī)范解答見規(guī)范解答 物理建模物理建模 “圓錐擺圓錐擺”運(yùn)動模型運(yùn)動模型 在水平面上做勻速圓周運(yùn)動的一類問題

10、在水平面上做勻速圓周運(yùn)動的一類問題“圓錐擺圓錐擺”運(yùn)動運(yùn)動, ,由重力和由重力和 彈力彈力( (可以是支持力可以是支持力, ,也可以是繩子的拉力也可以是繩子的拉力) )的合力提供向心力的合力提供向心力, ,如圖所如圖所 示示. . D D 考點三考點三豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動 “輕繩模型輕繩模型”和和“輕桿模型輕桿模型” 見附表見附表 D D 思路探究思路探究: : (1) (1)小球能通過環(huán)的最高點的臨界條件是什么小球能通過環(huán)的最高點的臨界條件是什么? ? 答案答案: :在最高點圓環(huán)對小球的彈力為零在最高點圓環(huán)對小球的彈力為零, ,由重力提供向心力由重力提供向心力. . (2

11、)(2)小球能通過最高點小球能通過最高點, ,要保證環(huán)在豎直方向沒有跳起要保證環(huán)在豎直方向沒有跳起, ,則球在最高則球在最高 點對環(huán)的作用力應(yīng)滿足什么條件點對環(huán)的作用力應(yīng)滿足什么條件? ? 答案答案: :在最高點球?qū)Νh(huán)的作用力在最高點球?qū)Νh(huán)的作用力N2mg(AN2mg(A、B B的重力的重力).). 方法總結(jié)方法總結(jié)豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的求解關(guān)鍵豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的求解關(guān)鍵 AC AC 微課拓展微課拓展 探究動向探究動向 拓寬視野拓寬視野 水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界極值問題探究水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界極值問題探究 AC AC 命題探究命題探究 1.1.高考命題新動向高考命題新動向 水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界極

12、值問題是近年來高考命題的新動向水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界極值問題是近年來高考命題的新動向, , 例如例如:2013:2013年全國新課標(biāo)理綜年全國新課標(biāo)理綜中創(chuàng)設(shè)了汽車急轉(zhuǎn)彎恰好沒有向中創(chuàng)設(shè)了汽車急轉(zhuǎn)彎恰好沒有向 公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢的情景公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢的情景,2014,2014年全國新課標(biāo)理綜年全國新課標(biāo)理綜中有中有 求解水平圓盤上小木塊開始滑動的臨界角速度的問題求解水平圓盤上小木塊開始滑動的臨界角速度的問題. . 2.2.解題的關(guān)鍵點解題的關(guān)鍵點 (1)(1)向心力的方向水平向心力的方向水平, ,豎直方向的合力為零豎直方向的合力為零. . (2)(2)作幾何圖形確定圓周運(yùn)動的圓心和半

13、徑作幾何圖形確定圓周運(yùn)動的圓心和半徑. . 類型拓展類型拓展 C C 隨堂演練隨堂演練 即時跟蹤即時跟蹤 精彩一測精彩一測 1.(1.(勻速圓周運(yùn)動的條件和性質(zhì)勻速圓周運(yùn)動的條件和性質(zhì))()(多選多選) )關(guān)于勻速圓周運(yùn)動的說法關(guān)于勻速圓周運(yùn)動的說法, ,正確的正確的 是是( ( ) ) A.A.勻速圓周運(yùn)動的速度大小保持不變勻速圓周運(yùn)動的速度大小保持不變, ,所以做勻速圓周運(yùn)動的物體沒有加所以做勻速圓周運(yùn)動的物體沒有加 速度速度 B.B.做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體, ,雖然速度大小不變雖然速度大小不變, ,但方向時刻都在改變但方向時刻都在改變, ,所以所以 必有加速度必有加速度 C.C.做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體, ,加速度的大小保持不變加速度的大小保持不變, ,所以是勻變速曲線運(yùn)動所以是勻變速曲線運(yùn)動 D.D.勻速圓周運(yùn)動的物體加速度大小雖然不變勻速圓周運(yùn)動的物體加速度大小雖然不變, ,但加速度的方向始終指向圓但加速度的方向始終指向圓 心心, ,加速度的方向時刻在改變加速度的方向時刻在改變, ,所以勻速圓周運(yùn)動是變速曲線運(yùn)動所以勻速圓周運(yùn)動是變速曲線運(yùn)動 BDBD 即時鞏固即時鞏固 解析解析: :速度和加速度都是矢量速度和加速度都是矢量, ,做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體, ,雖然速度大雖然速度大 小不變小不變, ,但方向時