人教版高中物理必修2:匀速圆周运动
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教学设计:2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《圆周运动》教学目标(核心素养)1.物理观念:学生能够理解圆周运动的基本概念,掌握描述圆周运动的基本物理量(如线速度、角速度、周期、半径等)及其相互关系。
2.科学思维:通过实例分析和逻辑推理,培养学生运用物理规律解决实际问题的能力,形成对圆周运动现象的科学解释和预测能力。
3.科学探究:经历从观察现象到提出假设、设计实验、收集数据、分析论证、得出结论的科学探究过程,培养学生的科学探究素养。
4.科学态度与责任:激发学生对自然现象的好奇心,培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神,树立运用物理知识服务于社会的责任感。
教学重点•理解圆周运动的基本概念,掌握描述圆周运动的物理量及其关系。
•学会运用向心力和向心加速度的概念解释圆周运动现象。
教学难点•理解向心力的来源及其作用效果,掌握向心力公式的应用。
•分析解决复杂圆周运动问题,如变速圆周运动中的向心力变化。
教学资源•多媒体课件:包含圆周运动实例、物理量定义、公式推导等内容的PPT。
•实验器材:向心力演示器、小球、细线、滑轮、秒表等(可选,根据教学条件而定)。
•教材、教辅资料及网络资源。
教学方法•讲授法:讲解圆周运动的基本概念、物理量及其关系。
•演示法:利用向心力演示器或实物演示圆周运动现象,帮助学生直观理解向心力。
•讨论法:组织学生讨论圆周运动实例,分析向心力的来源和作用效果。
•练习法:通过例题和习题练习,巩固学生对圆周运动概念的理解和公式的应用。
教学过程导入新课•生活实例引入:展示过山车、摩天轮、地球绕太阳运动等圆周运动实例的图片或视频,引导学生观察并思考这些运动的共同特征。
•提出问题:这些物体为什么能够做圆周运动?是什么力使它们保持在圆周轨道上运动?引出圆周运动及其向心力的概念。
新课教学1.圆周运动的基本概念•讲解圆周运动的定义,强调物体运动轨迹是圆或圆弧。
•介绍描述圆周运动的基本物理量:线速度(定义、单位、计算公式)、角速度(定义、单位、与线速度的关系)、周期、转速等。
匀速圆周运动当一质点或物体绕某一固定点做圆周运动,且平均角速度恒定时,我们称之为匀速圆周运动。
这种运动形式常见于多种物理现象中,如行星绕太阳运动、卫星绕地球运动等。
1. 性质1.1 运动方向恒定:质点在做匀速圆周运动时,偏向心力与速度方向垂直,使得质点沿圆周运动。
因此,质点在对运动方向有影响的外力作用下,运动方向仍旧呈现恒定的状态。
1.2 角速度恒定:匀速圆周运动中,角速度ω始终为常数,其大小由圆周运动的半径r、线速度v以及ω的定义式ω=v/r共同决定。
当半径和线速度均恒定时,角速度也随之恒定。
1.3 周期是固定的:由于角速度ω为恒定值,周期T也将是不变的。
周期可以被定义为质点在做一圆周运动中所需的时间,或者是一个圆周运动完成的次数。
2. 公式2.1 匀速圆周运动的周期公式:T=2πr/v其中,T代表圆周运动的周期,r代表圆周的半径,v代表线速度。
2.2 线速度与半径之间的关系:v=rω其中,v代表线速度,r代表半径,ω代表角速度。
2.3 运动的加速度公式:a=v²/r其中,a代表质点在圆周运动中的加速度,v代表线速度,r代表半径。
3. 应用匀速圆周运动在现实中的应用非常广泛。
在天体物理学中,行星绕太阳运动和卫星绕地球运动都属于匀速圆周运动,并被广泛应用于天体运动的研究。
此外,在众多机械设备中,旋转部件的运动也往往是匀速圆周运动,例如发动机的曲轴运动、水泵的叶轮运动等。
4. 总结匀速圆周运动是一种常见的运动形式,其关键特征是角速度、周期和运动方向的稳定性。
通过理解匀速圆周运动的性质和公式,我们可以更好地应用它们于实际场景,加深对物理学基础知识的理解。
第六章 圆周运动2.向心力 第1课时 向心力【课标定向】1.通过实验,探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
2.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
【素养导引】1.理解向心力的概念及其特点、表达式。
(物理观念)2.通过比较,知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向。
(科学思维) 3.利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
(科学探究)一、向心力定义 做匀速圆周运动的物体受到总指向圆心的合力方向 始终沿着半径指向圆心 特点 只改变速度的方向 效果力 根据力的作用效果命名表达式F n =m v 2r=m ω2r二、变速圆周运动和一般曲线运动 1.变速圆周运动合力的作用效果: 变速圆周运动的合力产生两个方向的效果:(1)跟圆周相切的分力F t :与物体运动的方向平行,改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n :与物体运动的方向垂直,改变线速度的方向。
2.一般曲线运动:(1)曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,称为一般的曲线运动,如图所示。
(2)处理方法:将曲线分割成为许多很短的小段,这样,质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
[思考] 如图为公路自行车比赛中运动员正在水平路面上做匀速圆周运动。
若将运动员与自行车看成整体,则运动员转弯时所需向心力的来源如何?所受的合力方向及作用效果是什么?提示:运动员转弯时所需向心力由重力、支持力和地面对车轮的摩擦力的合力提供。
合力指向圆心,充当向心力,改变速度的方向。
如图,一辆汽车正匀速通过一段弯道公路。
判断以下问题:1.汽车受到的合力为零。
( ×)2.汽车做圆周运动的向心力由汽车的牵引力提供。
( ×)3.汽车做圆周运动的向心力既可以改变汽车速度大小,也可以改变汽车速度方向。
( ×)一、向心力的理解及来源分析如图所示,飞机在空中水平面内做匀速圆周运动;滑冰运动员在水平面内做匀速圆周运动。
高中物理必修2圆周运动教学设计圆周运动在我们日常生活中也可以经常见到,它是物理必修2一个常考的知识点,下面店铺为你整理了高中物理必修2圆周运动教学设计,希望对你有帮助。
物理必修2圆周运动教学设计【教材分析】《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第5节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后,接触到的又一个美丽的曲线运动,本节内容作为该章节的重要部分,主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念,为后继的学习打下一个良好的基础。
人教版教材有一个的特点就是以实验事实为基础,让学生得出感性认识,再通过理论分析总结出规律,从而形成理性认识。
教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后,通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动,提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。
物理必修2圆周运动教学设计【教学目标】1.知识与技能①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。
理解线速度的概念;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算。
②理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T。
③理解匀速圆周运动是变速运动。
④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。
2.过程与方法①运用极限思维理解线速度的瞬时性和矢量性.掌握运用圆周运动的特点去分析有关问题。
②体会有了线速度后,为什么还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的单位。
3.情感、态度与价值观①通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点。
②体会应用知识的乐趣,感受物理就在身边,激发学生学习的兴趣。
③进行爱的教育。
在与学生的交流中,表达关爱和赏识,如微笑着对学生说“非常好!”“你们真棒!”“分析得对!”让学生得到肯定和鼓励,心情愉快地学习。
物理必修2圆周运动教学设计【教学重点、难点】1.重点①理解线速度、角速度、周期的概念及引入的过程;②掌握它们之间的联系。
2.难点①理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性;②理解匀速圆周运动是变速运动。
2023人教版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版知识汇总大全单选题1、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点,如图所示,绳a与水平方向成θ角,绳b 在水平方向且长为l。
当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.a绳的张力可能为零B.a绳的张力随角速度的增大而增大,b绳将出现弹力C.当角速度ω>√gcotθlD.若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化答案:CA.由于小球m的重力不为零,a绳的张力不可能为零,b绳的张力可能为零,故A错误;B.由于a绳的张力在竖直方向的分力等于重力,角θ不变,所以a绳张力不变,b绳的张力随角速度的增大而增大,故B错误;C.若b绳中的张力为零,设a绳中的张力为F,对小球mF sin θ=mg ,F cos θ=m ω2l解得ω=√gcotθl即当角速度ω>√gcotθlb 绳将出现弹力,故C 正确;D .若ω=√gcotθl ,b 绳突然被剪断时,a 绳的弹力不发生变化,故D 错误。
故选C 。
2、下列说法正确的是( )A .做曲线运动的物体所受的合力一定是变化的B .两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动C .做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定,方向始终指向圆心D .做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向可能在同一条直线上答案:CA .做曲线运动的物体所受的合力不一定是变化的,如平抛运动,合力为重力,保持不变,A 错误;B .两个匀变速直线运动的合运动,当合速度方向与合加速度方向在同一直线时,合运动为匀变速直线运动,B 错误;C .做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定,方向始终指向圆心,C 正确;D .做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向一定不在同一条直线上,D 错误。
故选C。
3、无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度,性能优于传统的挡位变速器,很多种高档汽车都应用了无级变速。
2023人教版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版知识点总结归纳完整版单选题1、下列关于圆周运动的说法中正确的是()A.向心加速度的方向始终指向圆心B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中,线速度和角速度是不变的答案:AA.向心加速度的方向始终指向圆心,选项A正确;BC.匀速圆周运动的加速度方向是不断变化的,加速度不是恒量,则不是匀变速曲线运动,选项BC错误;D.在匀速圆周运动中,角速度是不变的,线速度的方向不断变化,则线速度不断变化,选项D 错误。
故选A。
2、如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒固定不动且轴线竖直,两个质量相同的球甲、乙紧贴着内壁,分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,半径R甲>R乙,则()A .角速度ω甲<ω乙B .对筒壁的弹力N 甲>N 乙C .加速度a 甲>a 乙D .线速度v 甲>v 乙 答案:ADAB .两球所受的重力大小相等,根据力的合成,知两支持力大小、合力大小相等,合力沿水平方向,提供向心力。
根据F 合=mrω2得ω=√F 合mrr 大则角速度小,所以球甲的角速度小于球乙的角速度,A 正确,B 错误;C .根据公式F =ma可知,由于合力相同,故向心加速度相同,C 错误; D .根据公式F 合=m v 2r解得v =√F 合r m合力、质量相等,r 大线速度大,所以球甲的线速度大于球乙的线速度, D 正确。
3、飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧,如图所示,如果这段圆弧的半径r=800m,飞行员能承受的力最大为自身重力的8倍。
飞机在最低点P的速率不得超过(g=10m/s2)()A.80√10m/s m/sB.80√35m/s C.40√10m/s D.40√35m/s答案:D飞机在最低点做圆周运动,飞行员能承受的力最大不得超过8mg才能保证飞行员安全,设飞机给飞行员竖直向上的力为F N,则有F N−mg=m v2 r且F N≤8mg解得v max=40√35m/s故飞机在最低点P的速率不得超过40√35m/s。
圆周运动教案(优秀6篇)高中物理圆周运动教案篇一(一)知识与技能1、理解线速度、角速度、转速、周期等概念,会对它们进行定量的计算。
2、知道线速度与角速度的定义,知道线速度与周期,角速度与周期的关系。
3、理解匀速圆周运动的概念和特点。
(二)过程与方法1、学会用比值定义法来描述物理量。
2、会用有关公式求简单的线速度、角速度的大小。
(三)情感、态度与价值观通过本节知识,了解匀速圆周运动的实际应用意义。
圆周运动是变速运动吗篇二高中物理《圆周运动》课件一、教材分析本节内容选自人教版物理必修2第五章第4节。
本节主要介绍了圆周运动的线速度和角速度的概念及两者的关系;学生前面已经学习了曲线运动,抛体运动以及平抛运动的规律,为本节课的学习做了很好的铺垫;而本节课作为对特殊曲线运动的进一步深入学习,也为以后继续学习向心力、向心加速度和生活中的圆周运动物理打下很好的基础,在教材中有着承上启下的作用;因此,学好本节课具有重要的意义。
本节课是从运动学的角度来研究匀速圆周运动,围绕着如何描述匀速圆周运动的快慢展开,通过探究理清各个物理量的相互关系,并使学生能在具体的问题中加以应用。
(过渡句)知道了教材特点,我们再来了解一下学生特点。
也就是我说课的第二部分:学情分析。
二、学情分析学生虽然已经具备了较为完备的直线运动的知识和曲线运动的。
初步知识,并学会了用比值定义法描述匀速直线运动的快慢,尽管如此,但由于匀速圆周运动的特殊性和复杂性以及学生认知水平的差异,本节课的内容对学生来讲仍然是一个不小的台阶。
(过渡句)基于以上的教材特点和学生特点,我制定了如下的教学目标,力图把传授知识、渗透学习方法以及培养兴趣和能力有机的融合在一起,达到最好的教学效果。
三、教学目标【知识与技能】知道描述圆周运动快慢的两个物理量——线速度、角速度,会推导二者之间的关系。
【过程与方法】通过对传动模型的应用,对线速度、角速度之间的关系有更加深入的了解,提高分析能力和抽象思维能力。
高中物理匀速圆周运动公式总结高中物理匀速圆周运动公式1、线速度V=s/t=2&pi;r/T2。
角速度&omega;=&Phi;/t=2π/T=2πf3、向心加速度a=V2/r=&omega;2r=(2&pi;/T)2r4、向心力F=mV2/r=m&omega;2r=mr(2&pi;/T)2=m&omega;v=F合5。
周期与频率:T=1/f6、角速度与线速度的关系:V=&omega;r7。
角速度与转速的关系&omega;=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(&Phi;):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(&omega;):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:(1)向心力能够由某个具体力提供,也能够由合力提供,还能够由分力提供,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,同时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。
高中物理匀速圆周运动知识点1、关于匀速圆周运动(1)条件:①物体在圆周上运动;②任意相等的时间里通过的圆弧长度相等。
(2)性质:匀速圆周运动是加速度变化(大小不变而方向不断变化)的变加速运动。
(3)匀速圆周运动的向心力:①是按力的作用效果来命名的力,它不是具有确定性质的某种力,相反,任何性质的力都能够作为向心力。
例如,小铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静止的原因是,静摩擦力充当向心力,若圆盘是光滑的,就必须用线细拴住小铁块,才能保证小铁块同圆盘一起做匀速转动,这时向心力是由细线的拉力提供、②向心力的作用效果是改变线速度的方向。
做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为向心力,它是产生向心加速度的原因,其方向一定指向圆心,是变化的(线速度大小变化的非匀速圆周运动的物体所受的合外力不指向圆心,它既要改变速度方向,同时也改变速度的大小,即产生法向加速度和切向加速度)。