2020-2021学年高中物理 第4章 匀速圆周运动整合提升学案 鲁科版必修2

向心力与向心加速度教学目标：一、物理观念：1、通过实例分析和应用之前学过的牛顿运动定律等知识，使学生形成向心加速度和向心力的概念2、通过向心力的大小、方向及来源等问题的学习促进学生形成经典物理的运动观念和相互作用观念3、应用牛顿第二定律推导出向心加速度，掌握向心力与向心加速度之间的关系，进一步理解运动与相互作用的关系二、科学思维：1、通过实例分析及课后作业等学会从生活中提炼物理模型2、从定性和定量两个方面进行科学探究影响向心力大小的因素并得出向心力大小的表达式3、通过F与m、r及ω之间关系、a与r及ω、v之间的关系的学习进一步理解并应用控制变量法三、实验探究：通过学生实验和教师演示引导学生学会提出物理问题，形成合理的猜想和假设，初步学会设计实验探究方案和基于证据得出结论的能力，四、科学态度与责任：、 通过本节课的学习，进一步激发学生学习和研究物理的好奇心与求知欲，实事求是，明确误差的存在是不可避免的。

教学重点：1、向心力的来源2、通过实验探究得到向心力大小表达式r v m mrw F 22==教学难点：1、向心力是根据力的作用效果命名的2、合外力不一定等于向心力3、a 与r 及ω、v 之间的关系教学方法：实验法、讲授法、归纳法、推理法教学用具：教师：多媒体、CAI 课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳、苏威尔向心力传感器、电子秤学生：不同质量的钢球3个、塑料球2个、细绳复习引入1：复习提问（1）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？（2）上述物理量间有什么关系？2、引入：匀速圆周运动的线速度保持不变吗？（匀速圆周运动是变速曲线运动）所以做匀速圆周运动的物体所受合外力方向与速度方向不在同一直线上，且合外力(加速度)一定不为零。

本节课我们就来共同研究做匀速圆周运动的合外力和加速度。

新课教学一、向心力（一）在光滑水平桌面上，做演示实验，并用课件，模拟上述实验过程绳的一端拴住一个小球，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态，给小球一个初速度使小球在绳绷直后做匀速圆周运动（二）引导学生讨论、分析：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？通过讨论得到：1、定义：做圆周运动的物体受到一个始终指向圆心的合力的作用，我们把这个力叫做向心力；2、方向：与速度方向垂直，始终指向圆心（方向不断变化）即向心力永远不做功；3、作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小.（三）通过实例分析明确向心力来源：课本P75第2题条件允许时也可从生活中提炼上述模型4、向心力的来源：（1）向心力是根据力的作用效果而不是根据力的性质来命名的，受力分析时不要重复考虑。

第1节 匀速圆周运动快慢的描述学习目标核心提炼 1.知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动。

2.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。

3.知道角速度的物理意义、定义式及单位，了解转速和周期的意义。

4.掌握线速度与角速度的关系，掌握角速度与转速、周期的关系。

5个概念——线速度、角速度、周期、频率和转速3个关系——v＝2πr Tω＝2πTv ＝rω一、线速度阅读教材第66～67页“线速度”部分，知道线速度的概念，了解线速度的方向，知道匀速圆周运动线速度大小特征。

1.匀速圆周运动：在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动。

2.线速度(1)定义：做匀速圆周运动的物体通过的弧长s 与所用时间t 的比值，v ＝s t。

(2)意义：描述匀速圆周运动的快慢。

(3)方向：线速度是矢量，方向与圆弧相切，与半径垂直。

(4)线速度的方向是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种变速运动。

思维拓展如图1所示为自行车的车轮，A 、B 为辐条上的两点，当它们随轮一起转动时，回答下列问题：图1(1)在图上标出A 、B 两点的线速度方向； (2)沿圆弧运动A 、B 两点哪个快？(3)如果B 点在任意相等的时间内转过的弧长相等，B 做匀速运动吗？ 答案 (1)两点的线速度方向均沿各自圆周的切线方向。

(2)在相同的时间内，A 运动的轨迹长，A 运动得快。

(3)B 运动的速率不变，但B 运动的方向时刻变化，故B 做非匀速运动。

二、角速度阅读教材第67页“角速度”部分，了解角速度的概念，知道角速度的单位。

1.定义：连接物体与圆心的半径转过的角度φ与所用时间t 的比值，ω＝φt。

2.意义：描述物体绕圆心转动的快慢。

3.单位(1)角的单位：国际单位制中，弧长与半径的比值表示角的大小，称为弧度，符号：rad 。

(2)角速度的单位：弧度每秒，符号是rad/s 或rad·s －1。

思维拓展如图2所示，钟表上的秒针、分针、时针以不同的角速度做圆周运动。

第2讲向心力与向心加速度[目标定位] 1.通过实例认识向心力及其方向，理解向心力的作用.2.通过实验探究向心力的大小与哪些因素有关，掌握向心力的公式，能运用向心力的公式进行计算.3.知道向心加速度，掌握向心加速度的公式.4.能运用牛顿第二定律分析简单的圆周运动问题．一、向心力及其方向1．定义：做匀速圆周运动的物体会受到一个始终指向______的________的作用，这个力叫做向心力．2．方向：向心力的方向总是指向______，始终与线速度______，即与质点的运动方向______．3．作用效果：只改变速度______，不改变速度______．4．来源：向心力是根据______________命名的．向心力可能是重力，可能是弹力，可能是摩擦力，还可能是它们的合力．二、向心力的大小1．实验研究F与m、r、ω的关系(1)实验方法：______________(2)结论：物体的______越大、______越大、转动________越大，物体所需向心力就______．2．计算公式：F＝______＝____________.想一想做非匀速圆周运动的物体所受到的合外力指向圆心吗？三、向心加速度1．定义：做匀速圆周运动的物体具有的沿______________指向______的加速度，叫向心加速度．2．大小：a＝______＝__________.3．方向：始终指向________．想一想 匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗？一、对向心力的理解1．大小：F ＝ma ＝m v 2r＝m ω2r ＝m ωv .2．方向：沿半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．3．作用效果：由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力对物体不做功只改变线速度的方向，不改变其大小．4．来源：它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力．例如：(1)地球绕太阳做圆周运动．太阳对地球的引力提供向心力(如图1甲)；(2)在光滑水平桌面上做匀速圆周运动的小球，绳对球的拉力提供向心力(如图乙)； (3)圆盘上随圆盘一起匀速转动的物块静摩擦力提供向心力(如图丙)；(4)在光滑漏斗内壁上，做匀速圆周运动的小球，支持力与重力的合力提供向心力(如图丁)．图15．匀速圆周运动和非匀速圆周运动合外力特点：(1)在匀速圆周运动中，物体所受到的合力就是向心力且该合力的大小不变但方向时刻改变．(2)在非匀速圆周运动中，物体所受合力不指向圆心．合力沿半径方向的分力提供向心力，改变速度的方向；合力在切线方向上的分力用于改变线速度的大小． 例1 关于向心力的说法中正确的是( ) A ．物体由于做圆周运动还受到一个向心力 B ．向心力可以是任何性质的力C ．做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力D ．做圆周运动的物体所受各力的合力一定提供向心力例2 如图2所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O 且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A ，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，则关于木块A 的受力，下列说法中正确的是( )图2A ．木块A 受重力、支持力和向心力B ．木块A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反C ．木块A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心D ．木块A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同 二、对向心加速度的理解1．物理意义：描述做圆周运动的物体速度方向改变快慢的物理量．2．方向：总是指向圆心，即向心加速度的方向与速度方向垂直，时刻在变化，因此匀速圆周运动是变加速曲线运动．3．表达式：a ＝v 2r ＝ω2r ＝4π2T2r ＝ωv(1)公式a ＝v 2r中，当速度v 不变时，a 与r 成反比；(2)公式a ＝ω2·r 中，当角速度不变时，a 与r 成正比．例3 如图3所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮的半径是小轮的2倍，大轮上的一点S 与转动轴的距离是半径的13，当大轮边上P 点的向心加速度是0.12 m/s 2时，大轮上的S 点和小轮边缘上的Q 点的向心加速度分别为多大？图3审题技巧 应用向心加速度表达式a ＝ω2r ＝v 2r，注意同轴转动角速度相同，皮带传动线速度相同的规律．三、圆周运动中的动力学问题 解决圆周运动的一般步骤(1)确定做圆周运动的物体为研究对象．明确圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径． (2)对研究对象进行受力分析，画出受力示意图．运用平行四边形定则或正交分解法求出外界提供的向心力F .(3)抓住所给的已知条件，是线速度v 、角速度ω、还是周期T ，根据向心力公式F ＝m v 2r＝m ω2r＝m 4π2T 2r ＝mv ω选择适当形式确定物体所需要的向心力．(4)根据题意由牛顿第二定律及向心力公式列方程求解．例4 如图4所示，质量为1 kg 的小球用细绳悬挂于O 点，将小球拉离竖直位置释放后，到达最低点时的速度为2 m/s ，已知球心到悬点的距离为1 m ，重力加速度g ＝10 m/s 2，求小球在最低点时对绳的拉力的大小．图4四、圆锥摆模型模型及特点：如图5所示，让细线带动小球在水平面内做匀速圆周运动．图5重力和拉力(或支持力)的合力提供向心力，F 合＝mg tan θ.设摆线长为l ，则圆半径r ＝l sin θ.根据牛顿第二定律：mg tan θ＝m v 2r例5 有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图6所示．长为L 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r 的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力，求：图6(1)转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系；(2)此时钢绳的拉力多大？向心力及来源1．下列关于向心力的说法中正确的是( )A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B．向心力不改变圆周运动中物体速度的大小C．做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的2.如图7所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O 点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是( )图7A．绳的拉力B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力向心加速度的计算3．如图8所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑．图中有A、B、C三点，这三点所在处的半径r A>r B＝r C，则这三点的向心加速度a A、a B、a C的大小关系是( )图8A．a A＝a B＝a C B．a C>a A>a BC．a C<a A<a B D．a C＝a B>a A圆周运动中的动力学问题4.如图9所示，将完全相同的两小球A、B，用长L＝0.8 m的细绳悬于以v＝4 m/s向左匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止，此时悬线中张力大小之比F A∶F B为(取g＝10 m/s2)( )图9A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4圆锥摆模型5.一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图10所示，A的运动半径较大，则( )图10A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的线速度必小于B球的线速度C．A球运动的周期必大于B球运动的周期D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力答案精析第2讲 向心力与向心加速度 预习导学一、1.圆心 等效力 2．圆心 垂直 垂直 3．方向 大小 4．力的作用效果二、1.(1)控制变量法 (2)质量 半径 角速度 越大2．mr ω2m v 2r想一想 做非匀速圆周运动的物体所受到的合外力不指向圆心．合外力在切线方向的分力改变线速度的大小，在半径方向的分力(即向心力)，改变线速度的方向． 三、1.半径方向 圆心2．ω2r v 2r3．圆心想一想 由于匀速圆周运动的向心加速度方向时刻在改变所以向心加速度是变加速度，匀速圆周运动是变加速曲线运动． 课堂讲义例1 B [力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，而不是因为做圆周运动才产生向心力，也不能说物体还受一个向心力，故A 错；向心力是效果力，可以是任何一种性质的力，故B 对；物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故C 错；只有匀速圆周运动中，合外力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合外力，而是合外力指向圆心的分力提供向心力，故D 错．] 例2 C [由于圆盘上的木块A 在竖直方向上没有加速度，所以，它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡．而木块在水平面内做匀速圆周运动，其所需向心力由静摩擦力提供，且静摩擦力的方向指向圆心O .] 例3 0.04 m/s 20.24 m/s 2解析 同一轮子上的S 和P 点角速度相同，即ωS ＝ωP ，由向心加速度公式a ＝ω2r ，可得a Sa P＝r S r P.所以a S ＝a P ·r S r P ＝0.12×13m/s 2＝0.04 m/s 2，又因为皮带不打滑，所以皮带传动的两轮边缘各点线速度大小相等：v P ＝v Q .由向心加速度公式a ＝v 2r 可得a P a Q ＝r Qr P，所以a Q ＝a P ·r P r Q ＝0.12×21m/s 2＝0.24 m/s 2.例4 14 N解析 小球在最低点时做圆周运动的向心力由重力mg 和绳的拉力T 提供(如图所示)，即T －mg ＝m v 2r所以T ＝mg ＋m v 2r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1×10＋1×221N ＝14 N小球对绳的拉力与绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力，所以小球在最低点时对绳的拉力大小为14 N. 例5 (1) g tan θr ＋L sin θ (2)mg cos θ解析(1)对座椅受力分析，如图所示．转盘转动的角速度为ω时，钢绳与竖直方向的夹角为θ，则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为R ＝r ＋L sin θ①设钢绳的拉力为T ，则T 与mg 的合力为mg tan θ.根据牛顿第二定律：mg tan θ＝m ω2R ②由①②得：ω＝g tan θr ＋L sin θ(2)由力的三角形知：T ＝mgcos θ对点练习1．BC2．CD [对小球受力分析如图所示，小球受重力和绳子拉力作用，向心力是指向圆心方向的合外力，它可以是小球所受合力沿绳子方向的分力，也可以是各力沿绳子方向的分力的合力，正确选项为C 、D.]3．C [两轮通过皮带传动，故A 、B 两点的线速度大小相等，由a ＝v 2r知，a A <a B ；又A 、C两点在同一轮子上，故A 、C 两点的角速度相等，由a ＝ω2r 知，a C <a A .故选C.]4．C [小车突然停止，B 球将做圆周运动，所以F B ＝m v 2L＋mg ＝30m ；A 球做水平方向减速运动，F A ＝mg ＝10m ，故此时悬线中张力之比为F A ∶F B ＝1∶3，C 选项正确．]5．AC [两球均贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，它们均受到重力和筒壁对它们的弹力作用，这两个力的合力提供向心力，如图所示， 可知筒壁对小球的弹力N ＝mgsin θ①而重力和弹力的合力为F 合＝mgtan θ，由牛顿第二定律可得mgtan θ＝m ω2R ＝mv 2R ＝4π2mRT 所以ω＝g R tan θ②v ＝ gRtan θ③T ＝2πR tan θg④ 由于A 球运动的半径大于B 球运动的半径，由②式可知A 球的角速度必小于B 球的角速度；由③式可知A 球的线速度必大于B 球的线速度；由④式可知A 球的运动周期必大于B 球的运动周期；由①式可知A 球对筒壁的压力一定等于B 球对筒壁的压力．所以选项A 、C 正确．]。

高中物理第4章匀速圆周运动第1讲匀速圆周运动快慢的描述学案鲁科版必修1、理解线速度、角速度、转速、周期等概念，会对它们进行定量计算、2、知道线速度与角速度的关系，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、一、线速度1、定义：物体做圆周运动通过的________与所用________的比值、2、大小：v＝________，单位：______、3、方向：质点在圆周上某点的线速度方向总是沿圆周的______方向、4、物理意义：描述质点沿______运动的快慢、5、匀速圆周运动(1)定义：任意相等的时间内通过的________________、(2)特点：①匀速圆周运动的线速度______不变、②线速度的方向是时刻______的，所以是一种______运动、想一想做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同吗？二、角速度1、定义：半径转过的角度与所用时间的比值、2、大小：ω＝______；单位：____________，符号________、3、物理意义：描述物体绕______转动快慢的物理量、4、匀速圆周运动是角速度______的圆周运动、三、周期、频率和转速1、周期：周期性运动每重复一次所需要的______，符号T，单位s、2、频率：单位时间内运动重复的________，f＝__________，单位 Hz、3、转速：单位时间内的________，符号n，单位r/min或r/s、想一想周期、频率和转速都是描述物体做圆周运动快慢的物理量，它们之间的关系如何？四、线速度、角速度、周期的关系1、线速度v与周期T的关系：v＝________、2、角速度ω与周期T的关系：ω＝________、3、v与ω的关系：v＝____、一、对匀速圆周运动的理解例1 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是()A、匀速圆周运动是变速运动B、匀速圆周运动的速率不变C、任意相等时间内通过的位移相等D、任意相等时间内通过的路程相等借题发挥(1)矢量的比较，首先要想到方向问题、(2)“相等时间内…”的问题，为便于比较可以取一些特殊值，但是有时取特殊值也会犯错，如本题中若取t＝T，则相等时间内位移相等，均为0，这样看来C选项正确，所以举例时要具有普遍性、(3)匀速圆周运动中的“匀速”，是指“匀速率”的意思，匀速圆周运动是变速运动、二、描述圆周运动的物理量及其关系1、线速度v、角速度ω、周期T和转速n都是用来描述质点做圆周运动快慢的，但它们描述的角度不同、(1)线速度v通过弧长描述质点沿圆周运动的快慢、(2)角速度ω、周期T、转速n通过转过的角度描述质点绕圆心转动的快慢2、各个物理量之间的关系(1)v、T、r的关系：物体在转动一周的过程中，转过的弧长s＝2πr，时间为T，则v＝＝、(2)ω、T的关系：物体在转动一周的过程中，转过的角度φ＝2π，时间为T，则ω＝＝、(3)ω与n的关系：物体在1 s内转过n转，1转转过的角度为2π，则1 s内转过的角度Δθ＝2πn，即ω＝2πn、特别提醒(1)线速度大的物体，其角速度不一定大，据ω＝知，若v大，r也很大，角速度ω可能很小、(2)v、ω、r三个量中，只有先确定其中一个量不变，才能进一步明确另外两个量是正比还是反比关系、例2 甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其转动半径之比为1∶2，在相等的时间里甲转过60，乙转过45，则它们的角速度大小之比为________，线速度大小之比为________，周期之比为________、例3 如图1所示，圆环以过其直径的直线AB为轴匀速转动、已知其半径R＝0、5 m，周期T＝4 s，求环上P点和Q点的角速度和线速度大小、图1借题发挥应用关系式v＝ωr解题的关键是看哪个量保持不变，本题中物体在地球上各点时的角速度ω相等，它的线速度v与做圆周运动的半径r成正比，故确定圆半径又是解决本题的另一个关键、三、常见传动装置及其特点1、同轴转动图2如图2所示，A点和B点在同轴的一个圆盘上，圆盘转动时：ωA＝ωB，＝，并且转动方向相同、2、皮带传动如图3所示，A点和B点分别是两个轮子边缘上的点，两个轮子用皮带连起来，并且皮带不打滑，则当轮子转动时：vA＝vB，＝，并且转动方向相同、图33、齿轮传动如图4所示，A点和B点分别是两个齿轮边缘上的点，两个齿轮啮合，则当齿轮转动时，vA＝vB，＝，两点转动方向相反、图4特别提醒在处理传动装置中各物理量间的关系时，关键是确定其相同的量(线速度或角速度)，再由描述圆周运动的各物理量间的关系，确定其他各量间的关系、例4 图5所示为皮带传动装置，皮带轮为O、O′，RB＝RA，RC＝RA，当皮带轮匀速转动时，皮带与皮带轮之间不打滑，求A、B、C三点的角速度之比、线速度大小之比、周期之比、图5对匀速圆周运动的理解1、关于匀速圆周运动，下列说法正确的是()A、匀速圆周运动是匀速运动B、匀速圆周运动是变速运动C、匀速圆周运动是线速度不变的运动D、匀速圆周运动是线速度大小不变的运动圆周运动各物理量间的关系2、如图6所示，两个小球a和b用轻杆连接，并一起在水平面内做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()图6A、a球的线速度比b球的线速度小B、a球的角速度比b球的角速度小C、a球的周期比b球的周期小D、a球的转速比b球的转速大3、甲、乙两物体分别做匀速圆周运动，如果它们转动的半径之比为1∶5，线速度之比为3∶2，则下列说法正确的是( )A、甲、乙两物体的角速度之比是2∶15B、甲、乙两物体的角速度之比是10∶3C、甲、乙两物体的周期之比是2∶15D、甲、乙两物体的周期之比是10∶3传动问题4、如图7所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3、若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为()图7A、B、C、D、答案精析第4章匀速圆周运动第1讲匀速圆周运动快慢的描述预习导学一、1、弧长时间2、m/s3、切线4、圆周5、(1)弧长都相等的圆周运动(2)①大小②变化变速想一想不一定相同、做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移大小相等，但方向可能不同、二、2、弧度每秒rad/s3、圆心4、不变三、1、时间2、次数3、转动次数想一想f＝，n＝f，n＝(n的单位为r/s)、四、1、2、3、rω课堂讲义例1 ABD [由线速度定义知，匀速圆周运动的速度大小不变，也就是速率不变，但速度方向时刻改变，故A、B对；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等，C错，D对、]例2 4∶32∶33∶4解析由ω＝得：＝＝，由v＝ωr得：＝＝＝由T＝得：＝＝例3 见解析解析由题意知P点和Q点的角速度相同，ωP＝ωQ＝＝rad/s＝1、57 rad/s；P点和Q点绕直径AB做匀速圆周运动，其轨迹的圆心不同，P点和Q点的轨迹半径大小分别为rP＝Rsin30＝0、25 m，rQ＝Rsin60＝ m，故二者的线速度大小分别为vP＝ωPrP≈0、39 m/s；vQ＝ωQrQ≈0、68 m/s、例4 2∶2∶32∶1∶23∶3∶2解析由题意可知，A、B两点在同一皮带轮上，因此ωA＝ωB，又皮带不打滑，所以vA＝vC，故可得ωC＝＝＝ωA，所以ωA∶ωB∶ωC＝ωA∶ωA∶ωA＝2∶2∶3、又vB＝RBωB＝RAωA＝，所以vA∶vB∶vC＝vA∶vA∶vA ＝2∶1∶2，TA∶TB∶TC＝∶∶＝∶∶＝3∶3∶2、对点练习1、BD2、A3、C [由v＝ωr得＝∶＝＝＝，A、B错误；由ω＝得＝＝，C正确、D错误、]4、A [甲、乙、丙之间属于齿轮传动，所以轮子边缘的线速度相等，即v甲＝v乙＝v丙，由v＝ωr得ω1r1＝ω3r3，所以ω3＝，故选项A正确、]。

第2节 向心力与向心加速度一、教学目标 【知识与技能】(1)认识向心力，理解向心力的作用，能分析向心力的来源。

(2)通过实验探究得出向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系。

(3)知道向心加速度及其公……【过程与方法】（1）通过向心力概念的形成过程，培养学生观察、分析、归纳能力。

（2）在实验中让学生经历探索向心力F 与哪些因素有关的过程，学习控制变量法，培养学生分析论证等能力。

【情感态度与价值观】（1）学习科学研究方法和科学研究态度，发展学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界的奥秘。

（2）观赏圆周运动美（通过影片），感受运动员的艰辛与成功。

二、教学重点、难点1、重点：（1）理解向心力和向心加速的概念。

（2）知道向心力大小与m 、r 、ω的关系：r m F 2ω=2、难点：（1）匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。

（2）理解向心力是按作用效果命名的效果力。

【教学方法】实验法、讲授法、归纳法、推理法【教学用具】向心力演示器、钢球、木球、玻璃球、细绳 【教学环境】智慧教室 【教学模式】“533”智慧课堂三、教学设计思想创设以“学生为主体，先学后教，多学少教”的“533”教学环境，使学生在探究的情景中完成任务，充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，分析信息，主动建构良好的认知结构，培养创新精神。

向心力是新学习的一种效果力，是高中物理的一个难点内容，学生对于向心力一直很难理解，在对物体进行受力分析时，往往还外加一个向心力。

为了突破重点，难点，只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能激发学生的求知欲望，加深对知识的理解。

四、教学过程教学过程内容设计目的预习检测（5分钟）1. 如图所示，一个水平圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，小物块 A 放在圆盘上且与盘保持相对静止.则物块A 的受力情况是（）A．重力、支持力B．重力、支持力和指向圆心的摩擦力C．重力、支持力、向心力和摩擦力D．重力、支持力和向心力促使学习进行课前预习，利用IRS系统检查学生预习情况，实现“以学定教”。

第2节向心力与向心加速度1．向心力是效果力,方向时刻指向圆心，改变线速度的方向而不改变线速度的大小，可以由某一个力或某一个力的分力或几个力的合力充当。

2．向心力的大小与物体的质量成正比，与半径成反比，与线速度的二次方成正比，即F＝m错误!。

3．向心加速度描述圆周运动线速度方向改变的快慢，向心加速度的方向与向心力的方向一致,大小为a＝错误!＝rω2＝错误!。

4．匀速圆周运动向心力和向心加速度的大小恒定,方向时刻在改变，因此匀速圆周运动是变加速运动。

一、向心力及其方向1．向心力做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用,这个力叫做向心力。

2．方向始终指向圆心，总是与运动方向垂直。

3．作用效果向心力只改变速度方向，不改变速度大小,因此向心力不做功。

4．来源向心力是根据力的作用效果命名的。

它可能是重力、弹力、摩擦力或是它们的合力，也可以是某个力的分力。

二、向心力大小的探究1．实验目的探究影响向心力大小的因素。

2．实验方法控制变量法。

3．探究过程（1）m、r相同，改变角速度ω,则ω越大，向心力F就越大.（2)m、ω相同，改变半径r，则r越大，向心力F就越大。

（3）ω、r相同，改变质量m,则m越大，向心力F就越大。

4．结论物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比,与角速度的二次方成正比。

5．公式F＝mrω2或F＝m错误!。

三、向心加速度1．定义做圆周运动的物体受到向心力的作用,那么它必然存在一个由向心力产生的加速度。

这个加速度叫做向心加速度.2．物理意义描述线速度方向改变的快慢。

3．大小a＝ω2r＝错误!。

4．方向总是指向圆心。

所以，不论a的大小是否变化，它都是一个变化的量.1．自主思考——判一判(1)做匀速圆周运动的物体所受到的向心力是恒力。

(×）(2）向心力和重力、弹力、摩擦力一样，是性质力.(×)（3）向心力可以由某种性质的力来充当，是效果力。

(√）(4)匀速圆周运动是加速度不变的运动.(×）（5)向心加速度描述线速度大小变化的快慢。

物理概念教学的目的是在于使学生通过物理概念在脑中构建的过程，形成物理观念，能够学会从物理的角度去看待问题，有科学探究的思维、意识，并且能够拥有严谨的科学态度、科学责任。

所以我们应该将物理概念教学从单纯的学科知识教学提升到物理素养的培养层面上去。

本节课追求“生活即教育”的理念，让学生在生活实景的渲染下，激发出原始的冲动，唤醒内在潜能，对新知识、新技能的掌握有强烈的兴趣和动机。

大量有童年记忆的图片的引入，激发学生探究的兴趣并活跃课堂气氛。

在备课时追求分层次，希望基础较差的学生也能很好的参与课堂，好的学生有更高收获，达到深度学习，尤其是科学思想方法的领悟。

因此本节课最常用的就是类比法了，比如通过类比直线运动的研究，让学生提出研究匀速圆周运动快慢的方案，降低难度让大部分学生都能主动构建新知。

极限法推导线速度的大小定义式及方向，让好的学生更有发挥空间，提高能力。

这节课利用导学案，引导学生设计研究匀速圆周运动快慢的方案，并利用西沃授课助手，拍照上传，展示学生方案。

上课时由于在操作手机时不小心锁了照片的竖排方向，导致展示学生方案时照片方向不能自由旋转。

但通过学生的帮忙，老师解决了问题，完成展示环节。

出一点教学意外，让师生双方相互交流、相互沟通、相互启发、相互补充，在这个过程中教师与学生彼此间进行情感交流，从而达到共识、共享、共进，实现教学相长与共同发展。

这节课学生动手的活动还是偏少些，如果在介绍传动装置这部分能加一些让学生探究的动手实验，教学效果会更好，但因为课堂时间有限，很多方面都不能兼顾，还是要多反思，希望下一次能做的更好。