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当前位置:首页 > 中学教育 > 高中教育 > 高考专题10圆周运动
-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428佳绩教育个性化教案学生科目物理年级高三上课日期2012-05-01教师曹兴家教材已上课时(含)/总课时教案编号课题重点难点教学目标:教学重点:教学步骤、内容、目标、方法教学过程:步骤一:知识点的回顾。步骤二:知识拓展讲解。步骤三:提高练习。步骤四:巩固练习,课后作业。-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428课后评价一、学生对于本次课的评价二、教师评定1、学生上次作业评价:2、学生本次上课互动性:作业布置教师留言学生掌握好的内容:通过本次课发现以往知识漏洞(下次教学计划):教师签字:家长意见家长签字:日期:年月日-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428圆周运动一、描述圆周运动物理量:1、线速度(1)大小:v=ts(s是t时间内通过的弧长)(2)方向:沿圆周的切线方向,时刻变化(3)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢2、角速度:(1)大小:=t(是t时间内半径转过的圆心角)(2)方向:沿圆周的切线方向,时刻变化(3)物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢3、周期T、频率f:作圆周运动的物体运动一周所用的时间,叫周期;单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫频率。即周期的倒数。4、v、、T、f的关系v=Tr2=r点评:、T、f,若一个量确定,其余两个量也就确定了,而v还和r有关。5、向心加速度a:(1)大小:a=442222rTrrv2f2r(2)方向:总指向圆心,时刻变化(3)物理意义:描述线速度方向改变的快慢。-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428【例1】如图所示装置中,三个轮的半径分别为r、2r、4r,b点到圆心的距离为r,求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。【例2】如图所示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而为发电机提供动力。自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm。求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比。(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)二、牛顿运动定律在圆周运动中的应用(圆周运动动力学问题)1.向心力(1)大小:RfmRTmRmRvmmaF22222244向(2)方向:总指向圆心,时刻变化点评:“向心力”是一种效果力。任何一个力,或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以作为向心力。“向心力”不一定是物体所受合外力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合外力,总是指向圆心。做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变。2.处理方法:一般地说,当做圆周运动物体所受的合力不指向圆心时,可以将它沿半径方向和切线方向正交分abcd大齿轮小齿轮车轮小发电机摩擦小轮链条-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428解,其沿半径方向的分力为向心力,只改变速度的方向,不改变速度的大小;其沿切线方向的分力为切向力,只改变速度的大小,不改变速度的方向。分别与它们相应的向心加速度描述速度方向变化的快慢,切向加速度描述速度大小变化的快慢。做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律:Fn=man在列方程时,根据物体的受力分析,在方程左边写出外界给物体提供的合外力,右边写出物体需要的向心力(可选用RTmRmRmv2222或或等各种形式)。如果沿半径方向的合外力大于做圆周运动所需的向心力,物体将做向心运动,半径将减小;如果沿半径方向的合外力小于做圆周运动所需的向心力,物体将做离心运动,半径将增大。如卫星沿椭圆轨道运行时,在远地点和近地点的情况。3.处理圆周运动动力学问题的一般步骤:(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)建立坐标系,通常选取质点所在位置为坐标原点,其中一条轴与半径重合;(3)用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解。4.几个特例(1)圆锥摆圆锥摆是运动轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动。其特点是由物体所受的重力与弹力的合力充当向心力,向心力的方向水平。也可以说是其中弹力的水平分力提供向心力(弹力的竖直分力和重力互为平衡力)。【例3】小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动,试分析图中的θ(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角)与线速度v、周期T的关系。(小球的半径远小于R。)NGFθ-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428(2)竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类这类问题的特点是:由于机械能守恒,物体做圆周运动的速率时刻在改变,物体在最高点处的速率最小,在最低点处的速率最大。物体在最低点处向心力向上,而重力向下,所以弹力必然向上且大于重力;而在最高点处,向心力向下,重力也向下,所以弹力的方向就不能确定了,要分三种情况进行讨论。①弹力只可能向下,如绳拉球。这种情况下有mgRmvmgF2即gRv,否则不能通过最高点。②弹力只可能向上,如车过桥。在这种情况下有:gRvmgRmvFmg,2,否则车将离开桥面,做平抛运动。③弹力既可能向上又可能向下,如管内转(或杆连球、环穿珠)。这种情况下,速度大小v可以取任意值。但可以进一步讨论:①当gRv时物体受到的弹力必然是向下的;当gRv时物体受到的弹力必然是向上的;当gRv时物体受到的弹力恰好为零。②当弹力大小Fmg时,向心力有两解:mg±F;当弹力大小Fmg时,向心力只有一解:F+mg;当弹力F=mg时,向心力等于零。【例4】如图所示,杆长为L,球的质量为m,杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动,已知在最高点处,杆对球的弹力大小为F=mg,求这时小球的瞬时速度大小。绳FGGF-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428【例5】如图所示的装置是在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,以带负电荷的小球从高h的A处静止开始下滑,沿轨道ABC运动后进入圆环内作圆周运动。已知小球所受到电场力是其重力的3/4,圆滑半径为R,斜面倾角为θ,sBC=2R。若使小球在圆环内能作完整的圆周运动,h至少为多少?三、综合应用例析【例6】如图所示,用细绳一端系着的质量为M=0.6kg的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.2m.若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N,为使小球B保持静止,求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围.(取g=10m/s2)-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428【例7】一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的半径大得多).在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点).A球的质量为m1,B球的质量为m2.它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为v0.设A球运动到最低点时,B球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m1、m2、R与v0应满足的关系式是______.【例8】如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在水平地面上C点处,不计空气阻力,求:(1)小球运动到轨道上的B点时,对轨道的压力多大?(2)小球落地点C与B点水平距离s是多少?-----佳绩改变未来佛山市南海区百花时代广场三楼学生热线:0757-86339428【例9】如图所示,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,又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动,且恰好通过轨道最高点C,滑块脱离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.
本文标题:高考专题10圆周运动
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