物理-人教版-必修2-学案2：5.4 圆周运动.doc-第五章 曲线运动-学案.doc

1淘课网logo不带网址改小淘出优秀的你联系电话圆周运动课程学习目标知道什么是圆周运动什么是匀速圆周运动知道线速度的物理意义定义式矢量性知道匀速圆周运动线速度的特点知道角速度的物理意义定义式及单位了解转速和周期的关系掌握线速度和角速度的关系掌握角速度与转速周期的关系能在具体的情景中确定线速度和角速度与半径的关系课程导学建议重点难点理解线速度和角速度的物理意义体会用这两个物理量描述匀速圆周运动快慢的方法教学建议圆周运动是一种较为复杂的曲线运动本节学习的一些物理量较抽象教学中应联系各种日常生活中常见的现象想办法多做演示实验以激发学生学习积极性把抽象的物理量具体形象化便于学生接受多用一些学生熟悉的感兴趣的例子说明一些较难说清的问题导入新课当我们开启电风扇时风扇开始转动叶片末端做圆周运动的速度是如何变化的学生回答圆周运动的速度加快当我们观察走时准确的挂钟和手表上的秒针的运动时秒针的末端可看作是匀速圆周运动那么如果把挂钟和手表作一个比较哪个秒针的末端圆周运动得更快一些呢学生可能不知道如何回答知识体系梳理如果做圆周运动的物体在相等的时间内通过的圆弧长度相等这种圆周运动就叫作匀速圆周运动做匀速圆周运动的物体通过的圆弧长与所用的时间的比值能够表示匀速圆周运动的快慢这个比值叫作匀速圆周运动的线速度匀速圆周运动的快慢也可以用物体沿圆周转过的圆心角与所用时间的比值来描述这个比值叫作匀速圆周运动的角速度其单位是弧度秒线速度与角速度的关系基础学习交流质点做圆周运动的快慢实际上可以从两个方面来讲是哪两个方面两个做圆周运动的质点线速度较大的质点是不是角速度也一定较大角度和角度是什么关系1淘课网logo不带网址改小淘出优秀的你联系电话重点难点探究主题线速度问题图示是正在转动的钟表钟表的分针与秒针的末端都做圆周运动谁的线速度更大些你判断的依据是什么www91taokecom91淘课网根据你对线速度的认识回答下列问题线速度如何描述圆周运动的快慢描述圆周运动时线速度是平均速度还是瞬时速度线速度是矢量还是标量方向是怎么样的匀速圆周运动的匀速同匀速直线运动的匀速一样吗主题角速度和周期问题如图所示在自行车车轮上同一半径位置上标有两点两点到圆心距离不同车轮转动时两点做圆周运动过程中它们的线速度大小相同吗角速度大小相同吗周期大小相同吗www91taokecom91淘课网比较线速度和角速度的物理意义有什么不同国际单位制中角速度的单位是什么有人说匀速圆周运动是线速度不变的运动也有人说匀速圆周运动是角速度不变的运动这两种说法是否正确周期与角速度有没有必然的关系主题线速度与角速度的关系情景如图所示自行车轮胎在转动过程中轮胎上某点转过的弧长总是与该点转过的角度对应从这方面来说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它们之间一定存在某种关系www91taokecom91淘课网1淘课网logo不带网址改小淘出优秀的你联系电话问题阅读课本的相关内容推导出线速度与角速度周期转速之间的关系式主题闹钟与手表之争问题闹钟的秒针比手表的秒针长很多闹钟说它的秒针针尖线速度比手表的快手表说它们秒针针尖转一周时间相同所以快慢是一样的关于闹钟与手表的快慢之争小组讨论一下说说你们小组讨论后的看法基础智能检测下列物理量是矢量的有线速度周期频率转速下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是它是线速度不变的运动它是角速度不变的运动它是周期不变的运动它是转速不变的运动做匀速圆周运动的物体运动半径增大为原来的倍则如果角速度不变线速度变为原来的倍如果线速度不变角速度变为原来的倍如果角速度不变运动周期变为原来的倍如果线速度不变运动周期变为原来的倍全新视角拓展拓展一圆周运动中各量间的关系图示为一皮带传动装置右轮的半径为是它边缘上的一点左侧是一轮轴大轮的半径为小轮的半径为点在小轮上到小轮中心的距离为点和点分别位于小轮和大轮的边缘上若在转动过程中皮带不打滑则www91taokecom91淘课网点与点的线速度大小相等点与点的角速度大小相等点与点的线速度大小相等点与点的线速度大小相等拓展二圆周运动与其他知识相结合1淘课网logo不带网址改小淘出优秀的你联系电话www91taokecom91淘课网如图所示小球在光滑的半径为的圆形槽内做匀速圆周运动当它运动到图中的点时在圆形槽中心点正上方处将一小球沿方向以某一初速度水平抛出结果恰好在点与球相碰求球抛出时的水平速度球运动的线速度最小值1淘课网logo不带网址改小淘出优秀的你联系电话答案基础学习交流解答一方面是单纯从运动快慢来说即线速度另一方面是单纯从转动快慢来说即角速度解答不一定解答角度和角度是相同的角度只是表述时的单位不同一个是弧度一个是度重点难点探究主题解答秒针的末端运动的线速度更大分针与秒针的末端做圆周运动的半径基本相同相同时间秒针的末端转过的圈数多运动轨迹更长根据线速度定义可知秒针的线速度更大用弧长路程与时间的比值来描述线速度是瞬时速度线速度是矢量方向是圆周上各点的切线方向不一样匀速圆周运动的匀速指的是速率匀速直线运动的匀速指的是速度知识链接圆周运动是一种特殊的曲线运动圆周运动中的线速度相当于以前直线运动中瞬时速度的概念主题解答线速度大小不同角速度大小相同周期大小相同线速度是描述质点做圆周运动快慢的物理量角速度是描述质点绕圆心转动快慢的物理量国际单位制中角速度单位是弧度秒匀速圆周运动是线速度变化方向时刻变化的运动匀速圆周运动是角速度不变大小方向均不变的运动通俗地描述角速度方向可用顺时针方向和逆时间方向周期与角速度有必然的关系周期越大则角速度越小知识链接转速也是描述圆周运动的快慢的物理量它表示单位时间内转动的圈数与周期有着必然的联系主题解答一物体做半径为的匀速圆周运动它运动一周所用的时间叫周期用表示它在周期内转过的弧长为由此可知线速度与周期的关系为上式表明当半径相同时周期小的线速度大当半径不同时周期小的线速度不一定大所以周期与线速度描述的快慢是不一样的1淘课网logo不带网址改小淘出优秀的你联系电话一个周期内转过的角度为由得物体的角速度与周期的关系为线速度与角速度关系为考虑到转速则有知识链接线速度角速度半径三者之间的关系是半径一定时线速度与角速度成正比角速度一定时线速度与半径成正比线速度一定时角速度与半径成反比主题解答均有道理但作为计时工具我们只关心角速度周期知识链接钟和表都是计量和指示时间的精密仪器钟和表通常是以内机的大小来区别的基础智能检测解析线速度是矢量有大小也有方向其他量只有大小没有方向是标量答案点评周期频率和转速是描述同一个概念的不同方式解析线速度不但有大小还有方向各点线速度的方向是圆周上该点的切线方向所以方向是变化的错角速度对匀速圆周运动而言为定值同理周期转速也为定值所以都是正确的答案点评角速度与线速度一样是矢量但它的方向是不变的解析由知不变增大为原来的倍增大为原来的倍正确不变变为原来的两倍变为原来的错不变不变错不变变为原来的倍变为原来的倍正确答案点评线速度与角速度是通过圆周运动半径联系起来的全新视角拓展拓展一1淘课网logo不带网址改小淘出优秀的你联系电话分析解决此类问题最重要的是抓住三个关键明确哪些物理量相等知道描述圆周运动各个物理量的含义知道相关的公式解析左右两轮通过皮带传动在皮带不打滑的前提下两点的线速度大小相等三点的角速度大小相等即由可得显然则又则三项错误项正确答案点评研究描述圆周运动的各物理量间的关系时除了要熟练掌握公式还要建立两种模型同轴共转模型各点具有相同的角速度转速周期线速度与半径成正比摩擦传动不打滑模型包括皮带传动链条传动地面传动齿轮传动等各轮的边缘线速度大小相等角速度与半径成反比对以上两类问题搞清哪些物理量相等哪些物理量不相等是解题的关键拓展二分析由于在点相碰且同时开始运动则相碰前运动时间相等其中对球来说其运动具有周期性这一点不容忽视解析小球做平抛运动其在水平方向上做匀速直线运动设小球的水平速度为则在竖直方向上做自由落体运动则解得球的线速度取最小值时球刚好转过一圈与球在点相碰则球做圆周运动的周期正好等于球的运动时间所以答案点评对于有关圆周运动和平抛运动相结合的问题架起这两种不同运动问题的桥梁的物理量往往是时间因为对于匀速圆周运动而言它具有周期性所以该类题中也常出现多解的情况我们应引起重视