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高考物理第一轮匀速圆周运动专题复习学案

经验告诉我们,成功是留给有准备的人。教师要准备好教案,这是教师需要精心准备的。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,让教师能够快速的解决各种教学问题。所以你在写教案时要注意些什么呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“高考物理第一轮匀速圆周运动专题复习学案”,相信您能找到对自己有用的内容。

§6.4匀速圆周运动
【学习目标】
(1)理解并记住描述圆周运动的物理量。
(2)学会解匀速圆周运动的运动学问题。
(3)掌握解圆周运动动力学问题的一般方法。
【自主学习】
一、匀速圆周运动的特点:
1、轨迹:
2、速度:

二、描述圆周运动的物理量:
1、线速度
(1)物理意义:描述质点
(2)方向:
(3)大小:
2、角速度
(1)物理意义:描述质点
(2)大小:
(3)单位:
3、周期和频率
(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:
4、向心加速度
(1)物理意义:描述
(2)大小:
(3)方向:
(4)作用:
5、向心力
(1)作用:
(2)
(3)大小:
(4)方向:
★特别思考
(1)向心力、向心加速度公式对变速圆周运动使用吗?
(2)向心力对物体做功吗?

三、圆周运动及向心力
1、匀速圆周运动:
(1)性质:
(2)加速度:
(3)向心力:
(4)质点做匀速圆周运动的条件:
(a)
(b)
2、非匀速圆周运动:
(1)性质:
(2)加速度:
(3)向心力:
3、向心力

四、离心运动:
1、定义:
2、本质:
3、特别注意:
(1)离心运动并非沿半径方向飞出的运动,而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动。
(2)离心运动并不是受到什么离心力作用的结果,根本就没什么离心力,因为没什么物体提供这种力。
【典型例题】
一、匀速圆周运动的运动学问题:
例1、如图—1所示,传动轮A、B、C的半径之比为2:1:2,A、B两轮用皮带传动,皮带不打滑,B、C两轮同轴,a、b、c三点分别处于A、B、C三轮的边缘,d点在A轮半径的中点。试求:a、b、c、d四点的角速度之比,即ωa:ωb:ωc:ωd=线速度之比,即va:vb:vc:vc=;向心加速度之比,即:aa:ab:ac:ad=.

(小结)本题考察得什么:

例2、如图—2,A、B两质点绕同一圆心沿顺时针方向做匀速圆周运动,A、
B的周期分别为T1、T2,且T1T2,在某一时刻两质点相距最近时开始计时,
问何时两质点再次相距最近?
(小结)解该题需要注意什么:
二、圆周运动的动力学问题:
例3、如图5—6—5所示,线段OA=2AB,A、B两球质量相等.当它们绕()点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时,两线段的拉力TAB与TOA之比为多少?

提示:通过本题总结解题步骤:
(1)明确,确定它在那个平面内作圆周运动。
(2)对研究对象进行,确定是那些力提供了。
(3)建立以为正方向的坐标,根据向心力公式列方程。
(4)解方程,对结果进行必要的讨论。
例4、如图,长为L的细绳一端固定,另一端连接一质量为m的小球,现将球拉至与水平方向成30°角的位置释放小球(绳刚好拉直),求小球摆至最低点时的速度大小和摆球受到的绳的拉力大小。
(小结)该题的易错点表现在:
【针对训练】
1.—个物体以角速度ω做匀速圆周运动时.下列说法中正确的是:()
A.轨道半径越大线速度越大B.轨道半径越大线速度越小
C.轨道半径越大周期越大D.轨道半径越大周期越小
2.下列说法正确的是:()
A.匀速圆周运动是一种匀速运动
B.匀速圆周运动是一种匀变速运动
C.匀速圆周运动是一种变加速运动
D.物体做圆周运动时,其合力垂直于速度方向,不改变线速度大小
3.如图5-16所示,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则
A的受力情况是:()
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、向心力、摩擦力
D.以上均不正确
图5-16
4.一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上,当车厢突然制动时,则:()
A.绳的拉力突然变小B.绳的拉力突然变大
C.绳的拉力没有变化D.无法判断拉力有何变化
5、如图—3所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB,则三质点的向心加速度之比aA:aB:aC等于()
A.4:2:1B.2:1:2C.1:2:4D.4:1:4
6.质量为m的小球用一条绳子系着在竖直平面内做圆周运动,小球到达最低点和最高点时,绳子所受的张力之差是:()
A、6mgB、5mg
C、2mgD、条件不充分,不能确定。
7.两个质量分别是m1和m2的光滑小球套在光滑水平杆上,用长为L的细线连接,水平杆随框架以角速度ω做匀速转动,两球在杆上相对静止,如图5-18所示,求两球离转动中心的距离R1和R2及细线的拉力.

【能力训练】
1.A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30r/min,B的转速为15r/min。则两球的向心加速度之比为()
A.1:1B.2:1C.4:1D.8:1
2、如图所示,为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑,则:()
①a点和b点的线速度大小相等
②a点和b点的角速度大小相等
③a点和c点的线速度大小相等
④a点和d点的向心加速度大小相等
A.①③B.②③C.③④D.②④

3、如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平布做匀速圆周运动,以下说法正确的是:()
A.VAVBB.ωAωBC.aAaBD.压力NANB
4、半径为R的光滑半圆柱固定在水平地面上,顶部有一小物块,如图所示,今给小物块一个初速度,则物体将:()
A.沿圆面A、B、C运动
B.先沿圆面AB运动,然后在空中作抛物体线运动
C.立即离开圆柱表面做平抛运动
D.立即离开圆柱表面作半径更大的圆周运动
5、如图所示,轻绳一端系一小球,另一端固定于O点,在O点正下方的P点钉一颗钉子,使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ,然后由静止释放小球,当悬线碰到钉子时:()
①小球的瞬时速度突然变大
②小球的加速度突然变大
③小球的所受的向心力突然变大
④悬线所受的拉力突然变大
A.①③④B.②③④
C.①②④D.①②③
6、如图所示,汽车以速度V通过一半圆形拱桥的顶点时,关于汽车受力的说法正确的是()
A.汽车受重力、支持力、向心力
B.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力
C.汽车的向心力是重力
D.汽车的重力和支持力的合力是向心力
7.在光滑的水平面上相距40cm的两个钉子A和B,如图5-21所示,长1m的细绳一端系着质量为0.4kg的小球,另一端固定在钉子A上,开始时,小球和钉子A、B在同一直线上,小球始终以2m/s的速率在水平面上做匀速圆周运动.若细绳能承受的最大拉力是4N,那么,从开始到细绳断开所经历的时间是:()
图5-21
A.0.9πsB.0.8πsC.1.2πsD.1.6πs
8.如图所示,质量m=0.1kg的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m的圆周运动,已知小球在最高点的速率为v1=2m/s,g取10m/s2,试求:
(1)小球在最高点时的细绳的拉力T1=?
(2)小球在最低点时的细绳的拉力T2=?

9.(6分)如图5-14所示,半径为R的圆板置于水平面内,在轴心O点的正上方高h处,水平抛出一个小球,圆板做匀速转动,当圆板半径OB转到与抛球初速度方向平行时,小球开始抛出,要使小球和圆板只碰一次,且落点为B,求:(1)小球初速度的大小.
(2)圆板转动的角速度。
图5-14
10、长为L=0.4m的轻质细杆一端固定在O点,在竖直平面内作匀速圆周运动,角速度为ω=6rad/s,若杆的中心处和另一端各固定一个质量为m=0.2kg的小物体,则端点小物体在转到竖直位置的最高点时,(g取10m/s2)求:
(1)杆对端点小物体的作用力的大小和方向;
(2)杆对轴O的作用力的大小和方向。

【学后反思】
___________________________________________________________________________________________________________________。

参考答案
一、例题
例一(1)ωb=ωc,ωa=ωb,因为v=ωR,va=vb且ra=2rB,所以ωb=2ωa,由此得出:
因为ωa:ωb=1:2,ωb:ωc=1:1,ωa:ωd=1:1ωa:ωb:ωc:ωd=1:2:2:1
(2)va=vb,而va=2vd,vc=2vb,所以va:vb:vc:vd=2:2:4:1
(3)aa:ab:ac:ad=2:4:8:1
或者按aa:ab:ac:ad=ωa2ra:ωb2rb:ωc2rc:ωd2rd=2:4:8:1.
例2、t=nT1T2/(T2-T1)
例3、5/3例4
二、针对训练
1、答案:A
2、答案:C
解析:匀速圆周运动中,速度和加速度方向时刻在变,故A、B错,C对;物体只有做匀速圆周运动时,其合力才垂直于速度,不改变线速度大小,D错.故C选项正确.
3.答案:B
解析:物体A在水平台上,受重力G竖直向下,支持力FN竖直向上,且两力是一对平衡力,至于物体A是否受摩擦力,方向如何,由运动状态分析才知道,由于A随圆盘做圆周运动,所以必须受到向心力作用,G与FN不能提供向心力,只有A受摩擦力F′且指向圆心充当向心力,才能使物体有向心力而做匀速圆周运动.故B正确.
4.答案:B
解析:车厢突然制动时,重球由于惯性,继续向前运动,而悬线欲使它改变运动方向则沿圆弧运动,所以拉力变大,即B正确.
5、答案:A
6.答案:A
7.解析:绳对m1和m2的拉力是它们做圆周运动的向心力,根据题意
R1+R2=L,R2=L-R1
对m1:F=m1ω2R1
对m2:F=m2ω2R2=m2ω2(L-R1)
所以m1ω2R1=m2ω2(L-R1)
即得:R1=
R2=L-R1=
F=m1ω2

答案:;;F=
三、能力训练
1、D2、C3、A4、C5、B6、D
7、答案:B
解析:当小球绕A以1m的半径转半圈的过程中,拉力是
F1=m=0.4×=1.6N,绳不断
当小球继续绕B以(1-0.4)=0.6m的半径转半圈的过程中,拉力为
F2=m=0.4×=2.67N,绳不断
当小球再碰到钉子A,将以半径
(0.6-0.4)=0.2m做圆周运动,
拉力F3=m=0.4×=8N.绳断
所以在绳断之间小球转过两个半圈,时间分别为
t1==0.5πs
t2==0.3πs
所以断开前总时间是
t=t1+t2=(0.5π+0.3π)s=0.8πs
8.(1)T﹦3N(2)T﹦7N
9.解析:(1)小球做平抛运动在竖直方向
h=gt2
t=
在水平方向:
s=v1t=v0=R
所以v0=R
(2)因为t=nT=n
即=n
所以ω=2πn
(n=1,2,…)
答案:(1)R(2)2πn(n=1,2,…)
10、简解:(1)mg+TA=mω2L
TA=mω2L-mg=0.88N方向向下
(2)mg+TB-TA=mω2L/2
TB=TA+mω2L/2-mg=0.32N方向向下
轴O受力方向向上,大小也为0.32N

相关知识

匀速圆周运动


教学目标

知识目标
1、认识匀速圆周运动的概念.
2、理解线速度、角速度和周期的概念,掌握这几个物理量之间的关系并会进行计算.

能力目标
培养学生建立模型的能力及分析综合能力.

情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生积极参与的意识.

教学建议

教材分析
教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况,匀速圆周运动,接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念,最后推导出线速度、角速度、周期间的关系,中间有一个思考与讨论做为铺垫.

教法建议
关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是:通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料,让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别,有必要引入相关的物理量加以描述.学习线速度的概念,可以根据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生认识弧长与时间比值保持不变的特点,进而引出线速度的大小与方向.同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.学习角速度和周期的概念时,应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的.即物体做匀速圆周运动时,每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应,因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间t比值来描述,由此引入角速度的概念.又根据匀速圆周运动具有周期性的特点,物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述,为此引入了周期的概念.讲述角速度的概念时,不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲述概念的同时,要让学生体会到匀速圆周运动的特点:线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动.
关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是:结合课件引导学生认识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同,但它们之间是有联系的,并引导学生从如下思路理解它们之间的关系:

--方案
匀速圆周运动

教学重点:线速度、角速度、周期的概念

教学难点:各量之间的关系及其应用

主要设计:

一、描述匀速圆周运动的有关物理量.

(一)让学生举一些物体做圆周运动的实例.

(二)展示课件1、齿轮传动装置

课件2、皮带传动装置

为引入概念提供感性认识,引起思考和讨论

(三)展示课件3:质点做匀速圆周运动

可暂停.可读出运行的时间,对应的弧长,转过的圆心角,进而给出线速度、角速度、周期、频率、转速等概念.

二、线速度、角速度、周期间的关系:

(一)重新展示课件

1、齿轮传动装置.让学生体会到有些不同的点线速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的点角速度、周期相同,但线速度大小不同;进而此导同学去分析它们之间的关系:

探究活动
观察与测量:请研究一下自行车飞轮与中轴轮盘通过链条的连接关系:测量一下各自的半径,并思考验证两轮的角速度关系,边缘点的线速度大小关系;有条件的话研究一下“变速自行车”的变速原理.


20xx高考物理第一轮复习必备知识点:匀速圆周运动公式、动力学


20xx高考物理第一轮复习必备知识点:匀速圆周运动公式、动力学
匀速圆周运动公式
1.线速度V=s/t=2πr/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期与频率:T=1/f
6.角速度与线速度的关系:V=ωr
7.角速度与转速的关系:ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:
(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。

动力学

1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FNG,失重:FN
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕
注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。

匀速圆周运动的整合


匀速圆周运动的整合
学习目标1、掌握匀速圆周运动的特点和规律
2、能用牛顿第二定律处理匀速圆周运动问题
重点难点
学习过程:通过例题巩固本节内容
1.在水平路面上转弯的汽车,向心力是【】
A.重力和支持力B.重力、支持力、牵引力的合力
C.滑动摩擦力D.静摩擦力

2.如图所示,汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时,关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况,以下说法正确的是【】
A.在竖直方向汽车受到三个力:重力和桥面的支持力和向心力
B.在竖直方向汽车只受两个力,重力和桥面的支持力
C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力
D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力

3.关于铁道转弯处内、外铁轨间的高度关系,下列说法中正确的是【】
A.内、外轨一样高,以防列车倾倒造成翻车事故
B.外轨比内轨略高,这样可以使列车顺利转弯,减少车轮与铁轨的侧向挤压
C.因为列车转弯处有向内倾倒的可能,故一般使内轨高于外轨,以防列车翻倒
D.以上说法均不对

4.飞行员的质量为m,假如他驾驶飞机在竖直平面内作匀速圆周运动,在其圆周运动的最高点和最低点,飞行员对座椅产生的压力情况是【】
A.在最高点最大B.在最低点最大
C.相等D.在最低点比在最高点大mg
5.冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,若依靠摩擦力充当向心力,其安全速度为【】
A.V=kRgB.V≤kRg
C.V≤2kRgD.V≤Rgk
6.火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是【】
A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损
B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损
C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损
D.以上三种说法都是错误的

7.一根轻绳中,线段OA=AB,A、B两球质量相等,它们绕O点在光滑的水平面上以相同的角速度转动时,如图所示,两段线拉力之比TAB:TOA=。

8.如图所示,A、B两轮半径之比为1:3,两轮边缘挤压在一起,
在两轮转动中,接触点不存在打滑的现象,则两轮边缘的线速度大小之比等于。两轮的转数之比等于,A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于。

9.一架滑翔机以180km/h的速率,沿着半径为1200m的水平圆弧飞行,计算机翼和水平面间夹角的正切值.(取g=10m/s2)

10.一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面,取g=10m/s2.求:
(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?
(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?

小结:

匀速圆周运动的实例分析


一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助高中教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?小编特地为大家精心收集和整理了“匀速圆周运动的实例分析”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

教学目标

知识目标
1、进一步理解向心力的概念.
2、理解向心力公式,进一步明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用.

能力目标
1、培养在实际问题中分析向心力来源的能力.
2、培养运用物理知识解决实际问题的能力.

情感目标
1、激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯.

教学建议

教材分析
教材首先明确提出向心力是按效果命名的力,任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力,接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题.后面又附有思考与讨论,开拓学生的思维.

教法建议

1、培养学生分析向心力来源的能力,分析问题时,要首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析,并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力,就是提供给物体做圆周运动的向心力.

2、培养学生运用物体知识解决实际问题的能力.通过例题的分析与讨论(结合动画或课件),引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法.即:第一:根据物体受力情况分析向心力的来源,做匀速圆周运动的物体.

第二:运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力.

第三:由物体实际受到的力提供了它所需要的向心力,列出方程求解.

3、可多举一些实例让学生分析.向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可由它们的合力提供.

4、在讲述汽车过拱桥的问题时,汽车做的是变速圆周运动,对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出:在变速圆周运动中,物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度,向心力公式仍是适用的.但要注意,对于物体做匀速圆周运动的情况,只有在物体通过最高点和最低点时,向心力才是合外力.同时,还可以向学生指出:此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象,是发生在圆周运动中的超重或失重现象.

教学设计方案
匀速圆周运动的实例分析

教学重点:分析向心力来源.

教学难点:实际问题的处理方法.

主要设计:

一、讨论向心力的来源:

例如:万有引力提供向心力(人造地球卫星);弹力提供向心力(绳系小球在光滑水平面上的匀速圆周运动);摩擦力力提供向心力(物价在转盘上随转盘一起转动);合力提供向心力(圆锥摆等).

二、讨论火车转弯:

(一)展示图片1:火车车轮有凸出的轮缘.

(二)展示课件1:外轨作用在火车轮缘上的力F是使火车必须转弯的向心力.

(三)展示课件2:外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力.

(四)讨论:为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?

三、讨论汽车过拱桥:

(一)思考:汽车过拱桥时,对桥面的压力与重力谁大?

(二)展示课件3:汽车过拱桥在最高点的受力情况(变变)

(三)展示课件4:汽车过凹形桥时低点时的受力情况(变变)

(四)总结在圆周运动中的超重、失重情况.

探究活动
1、荡秋千时,你对秋千底座的压力大小恒定吗?请你想办法实际验证一下,并解释为什么?
2、请观察一下,建筑工地上用来砸实地面的“电动夯”工作时的情况:什么时候底座离开地面?什么时候砸向地面?为什么会出这样的结果?


文章来源:http://m.jab88.com/j/71155.html

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