2019-2020年高中物理58《生活中的圆周运动》教案新人教版必修2

2.对物体受力解析,2019-2020年高中物理5.8《生活中的圆周运动》授课设计新人教版必修2解题基本思路：确定圆周运动的圆心与半径，找出圆周运动所需要的向心力；2v2卩向=mmrr沿切向和法向建立坐标系将力分解，法向合力供应圆周运动的向心力;3.列;4.解方程。例1.如右图a、b、c三个物体放在旋转圆台上，最大静摩擦力均为重力的卩倍；a的质量为2mb、c质量均为ma、b离轴距离为R,c离轴距离为2R,则当圆台旋转时，若a、b、cB.b物体碰到的摩擦力最小A.C的向心加速度最大均没滑动。则（C.若转速增大时，c比b圆滑动D.若转速增大时，b比a先滑动例2?在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧0应等于多少？（用反三角函数的要高一些，路面与水平面间的夹角为0，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零,表示）例3?一只半球壳，半径为R,截口水平。现有一物体A质量为m位于半球面内侧，随半球面一起绕对称轴转动，以下列图。（1）若A与球面间动摩擦因数为卩，则物体恰好能贴在截口周边，这时球壳转动的角速度为多大？（2）若不考虑摩擦，则球壳以上述角速度转动时，物体A位于半球面内侧什么地方？例4?以下列图，在圆滑的圆锥顶端，用长

I

=

2m

的细绳悬一质量

m=

1kg的小球，圆锥顶角为20

=

74°。求：（1）当小球以

3

=

1rad/s

的角速度绕圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上

的拉力。（

2）当小球以

3

=

5rad/s

的角速度绕圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力。例5?长为0.5m的轻杆（不计质量），OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量为m=2kg的小球。求在下述的两种情况下，经过最高点时物体对杆的作用力的大小和方向。（1）杆做匀速圆周运动的转速为2.0;（2）杆做匀速圆周运动的转速为1.0r/s;（3）若杆改成绳，将会怎样？例6.飞机在竖直平面内做半径为400m的匀速圆周运动，其速率是150m/s,翱翔员的质量为80kg，取g=10m/s2,求（1）飞机在轨道最高点翱翔员头朝下时，座椅对翱翔员压力的大小及方向；（2）飞机在最低点翱翔员头向上时，翱翔员对座椅的压力大小及方向。例7.一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面。求：（1）若桥面为凹形，汽车以20m/s

的速度经过桥面最低点时对桥面压力是多大？

（2）若桥面为凸形，汽车以10m/s

的速度经过桥面最高点时，对桥面压力是多大？

（3）汽车以多大速度经过凸形桥面极点时，对桥面恰好没有压力？

（g=

10m/s

2）例8?甲、乙两名溜冰运动员，口甲=80kg,口乙=40kg,当面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，以下列图，两人相距0.9m弹簧秤的示数为9.2N，以下判断中正确的选项是A.两人的线速度相同，约为40m/sB.两人的角速度相同，为6rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45mD.两人的运动半径不相同，甲为0.3m，乙为0.6m例9.质量为m的小物体放在离地高度为H的旋转圆台的边缘，以下列图，圆台的半径为R,物体与圆台间的最大静摩擦力为fm。当圆台的旋转速度增大到某一值时，小物体将从圆台上滑出。求（1）小物体滑离圆台时的线速度；（2）小物体落地址与圆台中心间的水平距离。例10.以下列图，滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力,又沿竖直面内的圆滑半圆形轨道运动，且恰好经过轨道最高点C,滑块走开半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，试求滑块在AB段运动过程中的加速度。例11.一质量为m的金属小球用长L的细线拴起，固定在一点O,而后将线拉至水平，在悬点O的正下方某处P钉一圆滑钉子，以下列图，为使悬线从水平释放碰钉后小球仍做圆周运动，则OP的最小距离是多少？（取g=10m/s2）1交变电流授课目的（一）知识与技术.使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。.掌握交变电流的变化规律及表示方法。.理解交变电流的瞬市价和最大值及中性面的正确含义。（二）过程与方法.掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转变成平面图形的能力。?培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。（三）感情、态度与价值观经过实验观察，激发学习兴趣，培养优异的学习习惯，领悟运用数学知识解决物理问题的重要性授课要点、难点要点：交变电流产生的物理过程的解析。难点：交变电流的变化规律及应用。授课方法演示法、解析法、归纳法。教具手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体授课课件、示教用大的电流表课型新授课课时计划1课时授课过程（一）引入新课出示单相交流发电机，引导学生第一观察//■它的主要构造。[01/演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。S—________________d—当线框快速转动时，观察到什么现象？这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫，（二）进行新课1、交变电流的产生为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？多媒体课件打出以下列图。当abed线圈在磁场中绕00'轴转动时，哪些边切割磁感线？ab与cd。当ab

边向右、

cd

边向左运动时，线圈中感觉电流的方向

沿着

b

宀

c^d^a

方向流动的。当ab

边向左、

cd

边向右运动时，线圈中感觉电流的方向怎样

？感觉电流是沿着

CTbTaTd

方向流动的。线圈平面与磁感线平行时，

ab

边与

cd

边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感觉电动势最大。线圈转到什么地址时，产生的感觉电动势最小当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感觉电动势为零。利用多媒体课件，屏幕上打出中性面看法：中性面——线框平面与磁感线垂直的地址。(2)

线圈处于中性面地址时，穿过线圈

①最大，但

=0。(3)

线圈高出中性面，线圈中

I

感方向要改变。线圈转一周，感觉电流方向改变两次。2.

交变电流的变化规律

?LiLzsin

3

t此时整个线框中感觉电动势多大？e=eab+ecd=BLiL_23sin3t若线圈有N匝时，相当于N个完好相同的电源串通，e=NBLL?3sin?t,令Em=NBLiL2?,叫做感觉电动势的峰值，e叫做感觉电动势的瞬市价。依照部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=lmR,电压的瞬市价U=Umsin?t。电动势、电流与电压的瞬市价与时间的关系可以用正弦曲线来表示，以以下列图所示：(三)课堂总结、议论本节课主要学习了以下几个问题:?矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。e=NBSwsin?t，感觉电动势的最2.从中性面开始计时，感觉电动势瞬市价的表达式为大值为E=NBS3。m3.中性面的特点：磁通量最大为①m,但e=0。(四)实例研究交变电流的图象、交变电流的产生过程【例1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化以下列图。下面说法中正确的选项是t时刻经过线圈的磁通量为零3?几种1常有的交变电波形t2时刻经过线圈的磁通量的绝对值最大t3时刻经过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时，经过线圈的磁通量的绝对值都为最大甲：霽醛竜特中艺：不械繭中的丙：电干■计障机中r：織龙鈕佶的正龍宣査电佩遐齿液忖福电任的耗膨脉冲甲旳尖除冲交变电流的变化规律【例2】在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=EmSin31。现在把线圈的转速增为原来的2试解析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬市价表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。

3匀倍，解析物理图象的要点：一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义。二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。三判：在此基础进步行正确的解析和判断。综合应用【例3】以下列图，匀强磁场的磁感觉强度B=2T,匝数n=6的'■矩形线圈abed绕中心轴00'匀速转动，角速度3=200rad/s。已知二二___.._____________________ab=0.1m,be=0.2m，线圈的总电阻R=40Q，试求：qj芒(1)感觉电动势的最大值，感觉电流的最大值；?(2)设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感觉电动3-