圆周运动教材分析

1、教 材 分 析第二章 圆周运动本章内容在物理学中的地位和作用本章内容在物理学中的地位和作用1、延续作用，它是前面学习的直线运动、延续作用，它是前面学习的直线运动和牛顿运动定律知识的不断延续；和牛顿运动定律知识的不断延续； 2、深化巩固作用，本章内容的学习有利、深化巩固作用，本章内容的学习有利于进一步加深对力和运动关系的认识，前于进一步加深对力和运动关系的认识，前面所学习的力学知识通过在新的物理情景面所学习的力学知识通过在新的物理情景中（圆周运动）运用得到了升华，同时也中（圆周运动）运用得到了升华，同时也得到了进一步的巩固；得到了进一步的巩固； 3、奠基作用，本章内容的学习肩负着为、奠基作用，本

2、章内容的学习肩负着为后续知识的学习奠基的作用，后面我们将后续知识的学习奠基的作用，后面我们将要学习到要学习到电场电场和和磁场磁场，带电粒子，带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的匀速圆周运动在匀强电场和匀强磁场中的匀速圆周运动都是本章知识的进一步迁移和运用。都是本章知识的进一步迁移和运用。 课时安排：课时安排： 1 1、圆周运动（、圆周运动（描述圆周运动快慢的物理描述圆周运动快慢的物理量、匀速圆周运动的周期性与多解性量、匀速圆周运动的周期性与多解性）（2 2）2 2、匀速圆周运动的向心力和向心加速度、匀速圆周运动的向心力和向心加速度（2 2） 3 3、圆周运动的实例分析（匀速圆周运动、圆周运动的实例

3、分析（匀速圆周运动和竖直面内的圆周运动）（和竖直面内的圆周运动）（2 2）4 4、综合复习（、综合复习（2 2） 本章重点本章重点 本章难点本章难点 一、描述圆周运动的物理量一、描述圆周运动的物理量1.各量的物理意义各量的物理意义2.各矢量的方向各矢量的方向4.各量之间的关系各量之间的关系3.各量的单位（各量的单位（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圆周运动的周期性引起的多解问题圆周运动的周期性引起的多解问题 如图所示如图所示, , 半径为半径为R

4、 R的水平圆板绕竖的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动直轴做匀速圆周运动, ,当半径当半径OBOB转到某一转到某一方向时方向时, ,在圆板中心正上方在圆板中心正上方h h处以平行于处以平行于OBOB方向水平抛出一小球方向水平抛出一小球, ,小球抛出时的速度小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时及圆板转动的角速度为多大时, ,小球与圆小球与圆板只碰一次板只碰一次, ,且相碰点为且相碰点为B B？ 【点评点评】圆周运动具有周期性圆周运动具有周期性, ,该类问题该类问题常出现多解问题常出现多解问题. .有些题目会涉及圆周运有些题目会涉及圆周运动和平抛运动这两种不同的运动动和平抛运动这两种不同的运动,

5、 ,这两种这两种不同运动规律在解决同一问题时不同运动规律在解决同一问题时, ,必然有必然有一个物理量在起桥梁作用一个物理量在起桥梁作用, ,把两种不同运把两种不同运动联系起来动联系起来, ,这一物理量常常是这一物理量常常是“时间时间”. . 如图所示如图所示, 直径为直径为d的纸制圆筒以角速的纸制圆筒以角速度度绕垂直纸面的轴绕垂直纸面的轴O匀速转动（图示为匀速转动（图示为截面）截面）.从枪口发射的子弹沿直径穿过圆从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时若子弹在圆筒旋转不到半周时,在圆周在圆周上留下上留下a、b两个弹孔两个弹孔.已知已知aO和和bO夹角夹角为为,求子弹的速度求

6、子弹的速度. 如图同轴的两薄纸圆盘，相距为如图同轴的两薄纸圆盘，相距为L，以角速以角速度度 匀速转动，一颗子弹从左边平行于轴射向匀速转动，一颗子弹从左边平行于轴射向圆盘，在两盘上留下两弹孔，两弹孔与盘心的圆盘，在两盘上留下两弹孔，两弹孔与盘心的连线间的夹角为连线间的夹角为60 ，试确定子弹的可能速度值，试确定子弹的可能速度值及最大可能速度值。及最大可能速度值。 机械传动问题机械传动问题三种传动：皮带传动、摩擦传动、三种传动：皮带传动、摩擦传动、齿轮传动都抓住相同量齿轮传动都抓住相同量1.同一物体绕同一轴转动时，物体同一物体绕同一轴转动时，物体上各点角速度、转速、周期相同上各点角速度、转速、周期

7、相同2.与皮带相接触的轮边缘各点、或与皮带相接触的轮边缘各点、或直接相接触的轮边缘各点线速度大直接相接触的轮边缘各点线速度大小相同小相同机械传动问题机械传动问题（09上海）小明同学在学习了圆周运动的知上海）小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下数据：在时间度。经过骑行，他得到如下数据：在时间t内内踏脚板转动的圈数为踏脚板转动的圈数为N，那么踏脚板转动的，那

8、么踏脚板转动的角速角速w= ；要推算自行车的骑行速度，还需；要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理有要测量的物理有 ，自行车骑行速度的计算公自行车骑行速度的计算公V= 。复习提问复习提问 ： 例、例、如图皮带传动装置，不打滑，求如图皮带传动装置，不打滑，求A、B、C三质三质点的线速度之比，角速度之比，向心加速度之比，点的线速度之比，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、匀速圆周运动的向心力和向吣加速二、匀速圆周运动的向心力和向吣加速度度 播放一些视频或图片：如圆锥摆播放一些视频或图片：如圆锥摆

9、（旋转秋千）、火车转弯、汽车转弯、（旋转秋千）、火车转弯、汽车转弯、过山车、汽车过桥等，学生亲自做实过山车、汽车过桥等，学生亲自做实验，如水流星表演、小球从斜面上不验，如水流星表演、小球从斜面上不同高度释放，小球在竖直面的圆运动同高度释放，小球在竖直面的圆运动情况等，让学生体会物理离我们很近，情况等，让学生体会物理离我们很近，真正感受力与运动关系。真正感受力与运动关系。三、圆周运动的实例分析三、圆周运动的实例分析圆周运动的实例分析圆周运动的实例分析1.匀速圆周运动匀速圆周运动通过两个实例通过两个实例分析，总结解决匀速圆周运动问题分析，总结解决匀速圆周运动问题的方法关键：受力分析、确定的方法关键

10、：受力分析、确定圆轨迹所在平面，确定圆心、半径，圆轨迹所在平面，确定圆心、半径，用牛顿第二定律列方程用牛顿第二定律列方程向心力方向心力方向向 圆锥摆圆锥摆火车转弯火车转弯GNF合合圆周运动的实例分析圆周运动的实例分析2.竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动通过实例，通过实例，水流星表演或翻滚过山车，用牛顿第二水流星表演或翻滚过山车，用牛顿第二定律分析圆运动的最高点受力和速度，定律分析圆运动的最高点受力和速度，进一步分析杆支撑物体在竖直面内做变进一步分析杆支撑物体在竖直面内做变速圆周运动，总结它们在圆周的最高点速圆周运动，总结它们在圆周的最高点的受力和速度的共同点和不同点，及最的受力和速度的共同点和不同点，及最低点受力与最高点的不同点。再拓展到低点受力与最高点的不同点。再拓展到汽车过桥问题、物体在竖直圆管内的运汽车过桥问题、物体在竖直圆管内的运动问题等，最后抽象出物理模型。动问题等，最后抽象出物理模型。rmF2曲曲线线运运动动平平抛抛圆圆周周恒力恒力变力变力分解运动分解运动水平水平竖直竖直分解力分解力切线方向切线方向改变速度大小