高一物理必修二《圆周运动》
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高一必修2《第二章 圆周运动》知识要点一、圆周运动01.定义:物体的运动轨迹是圆周的运动,叫做圆周运动。
02.条件:物体受到向心力的作用 向心力始终与速度方向垂直,沿半径指向圆心。
03.特点:⑴、物体上各点围绕某点(即圆心)或某一轴线转动⑵、瞬时速度方向时刻改变——圆周运动是一种变速运动⑶、运动轨迹(或相对起点的位移)具有重复性(周期性)二、匀速圆周运动01.定义:运动速度大小恒定的圆周运动,叫做匀速圆周运动。
(有多种定义) 02.描述物理量设R 为圆周运动的轨道半径,φ为半径转过的圆心角,N 为圆周运动的圈数。
⑴.线速度:V=t S =TR π2 =R ω 单位:m/s ⑵.角速度:ω=t ϕ=Tπ2=2n π 单位:rad/s ⑶.周期:T=ωπ2=n1 单位:s ⑷.转速:n=tN 单位:r/s 或r/min 03.匀速圆周运动的特点:F (或a )和V 的大小、ω、T 、n 恒定不变,但F (或a )和V 的方向时刻改变。
04.特性:同一转动物体上各点的角速度相同 ★:传动装置中,两转动物体边缘上各处的线速度大小相等。
三、向心力01.定义:使物体做圆周运动的力,叫做向心力。
02.特点:是效果力,不是性质力,方向时刻改变。
03.作用:只改变V 的方向,不改变V 的大小。
04.大小:F==ma 2ϖmr =r V m 2=ϖmV =224T mr π=mr n 224π 注意:⑴当m 、V 不变时,F ∝r1 ;⑵当m 、ω不变时,F ∝r 05.方向:总是沿半径指向圆心06.来源:来源于某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力四、向心加速度01.定义:由向心力产生的加速度,叫做向心加速度。
02.大小:a=2ϖr =r V 2=ϖV =r T 224π =r n 224π 注意:⑴当V 不变时,a ∝r1 ;⑵当ω不变时,a ∝r 03.方向:总是沿半径指向圆心04.意义:反映V 方向改变的快慢五、分析和解决匀速圆周运动问题的步骤01.明确研究对象,确定圆心位置及半径大小;02.对研究对象进行受力分析03.找出向心力的来源及大小;04.代入向心力公式列出方程05.结合其它条件列出相关方程;06.解联合方程组,求出所求物理量。
圆周运动教案高中物理《圆周运动》教学设计(优秀5篇)高中物理《圆周运动》教学设计【优秀5篇】由作者为您收集整理,希望可以在圆周运动教案方面对您有所帮助。
高一物理圆周运动教案篇一教学重点线速度、角速度的概念和它们之间的关系教学难点1、线速度、角速度的物理意义2、常见传动装置的应用。
高中物理圆周运动优秀教案及教学设计篇二做匀速圆周运动的物体依旧具有加速度,而且加速度不断改变,因其加速度方向在不断改变,其运动版轨迹是圆,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。
匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心。
做变速圆周运动的物体总能分权解出一个指向圆心的加速度,我们将方向时刻指向圆心的加速度称为向心加速度。
速度(矢量,有大小有方向)改变的。
(或是大小,或是方向)(即a≠0)称为变速运动。
速度不变(即a=0)、方向不变的运动称为匀速运动。
而变速运动又分为匀变速运动(加速度不变)和变加速运动(加速度改变)。
所以变加速运动并不是针对变减速运动来说的,是相对匀变速运动讲的。
匀变速运动加速度不变(须的大小和方向都不变)的运动。
匀变速运动既可能是直线运动(匀变速直线运动),也可能是曲线运动(比如平抛运动)。
圆周运动是变速运动吗篇三高中物理《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。
物理必修二圆周运动知识点总结一、圆周运动的基本概念定义:质点以某点为圆心,半径为r在圆周上运动,其轨迹是圆周或圆弧的运动称为圆周运动。
圆周运动是曲线运动的一种,因此它一定是变速运动。
分类:圆周运动可分为匀速圆周运动和变速圆周运动。
匀速圆周运动指的是线速度大小处处相等的圆周运动,尽管线速度大小不变,但由于方向时刻改变,因此匀速圆周运动仍然是变速运动。
二、描述圆周运动的物理量线速度:描述质点沿圆周运动的快慢的物理量,其方向是质点在圆周上某点的切线方向。
在匀速圆周运动中,线速度大小不变,但方向时刻改变。
角速度:描述质点绕圆心转动的快慢的物理量,是矢量,其方向用右手螺旋定则确定。
在匀速圆周运动中,角速度大小和方向都不变。
周期和频率:周期是质点完成一次圆周运动所需的时间,频率是周期的倒数,表示单位时间内完成圆周运动的次数。
在匀速圆周运动中,周期和频率都不变。
向心力:使质点沿圆周运动的力,方向始终指向圆心。
向心力的大小与线速度、角速度和半径有关,其作用是改变质点的速度方向,使质点能够持续沿圆周运动。
三、圆周运动的规律和应用牛顿第二定律在圆周运动中的应用:通过向心力表达式,可以推导出圆周运动的线速度、角速度、周期等物理量之间的关系。
圆周运动在日常生活和科技领域中的应用:例如电动机转子、车轮、皮带轮等的运动都是圆周运动。
此外,人造卫星、行星运动等天体运动也可以视为圆周运动。
四、离心运动做圆周运动的物体,由于惯性,总有沿着切线方向飞去的倾向。
一旦受力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时,物体就会做离心运动。
以上是物理必修二中关于圆周运动的主要知识点总结。
这些知识点是理解和分析圆周运动的基础,对于后续学习物理的其他部分以及应用物理知识解决实际问题具有重要意义。
高中物理圆周运动教案设计(12篇)高一物理圆周运动教案1一、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� 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。
二、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。
三、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。
四、学情分析学生已有的知识:1.瞬时速度的概念2.初步的极限思想3.思考、讨论的习惯4.数学课中对角度大小的表示方法五、教学方法与手段演示实验、展示图片、观看视频、动画;讨论、讲授、推理、概括师生互动,生生互动,六、教学设计(一)导入新课(认识圆周运动)●通过演示实验、展示图片、观看视频、动画,让学生认识圆周运动的特点,演示小球在水平面内圆周运动展示自行车、钟表、电风扇等图片观看地球绕太阳运动的动画观看花样滑冰视频提出问题:它们的运动有什么共同点?答:它们的轨迹是一个圆。
第五讲圆周运动
【知识概述】
1.描述圆周运动的物理量
物理量物理意义定义和公式方向和单位
线速度描述物体做圆周运动的
________
物体沿圆周通过的弧长与所用时间的
比值,v = _______
方向_________
单位:m/s
角速度描述物体绕圆心____ 的快慢运动物体与圆心连线扫过的角的弧度
数与所用时间的比值,ω = ________
方向:(不讨论)
单位:______
周期和转速①周期是物体沿圆周运动____
的时间(T)
②转速是物体单位时间内转过
的圈数(n)
T = ______;T = _______
周期单位_____
转速单位:____
向心加速度描述线速度变化快慢的物理量a n = ______ 方向:_______ 单位:m/s2
相互关系v = ωr = 2πr/T a n = ω2r = _______= ________
2.向心力
⑴作用效果:产生向心加速度,只改变速度的,不改变速度的大小.
⑵大小:F n = ma n = = mω2r = .
⑶方向:总是沿半径方向指向,时刻在改变,即向心力是一个变力.
⑷来源:向心力可以由一个力提供,也可以由提供,甚至可以由提供,因此向
心力的来源要根据物体受力的实际情况判定.
3.离心运动和向心运动
⑴离心运动:
①定义:做的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动的情况下,就
做逐渐远离圆心的运动.
②本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着飞出去的倾向.
③受力特点:当F = 时,物体做匀速圆周运动;当F = 0时,物体沿飞出;当F < 时,
物体逐渐远离圆心(F为实际提供的向心力,如图所示).
⑵向心运动:当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时,即F > mrω2,物体渐渐向,
如图所示.
【考点解读】
1.匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较
匀速圆周运动非匀速圆周运动
运动性质线速度大小不变而方向时刻变化的变速曲线运动,是加速度不变而时刻变化的变
加速曲线运动;做匀速圆周运动的物体,其运动
周期T、角速度ω都.线速度大小和方向都变化的变速曲线运动,是加速度也都变化的变加速曲线运动;做非匀速圆周运动的物体,其角速度ω发生,周期T也可能发生变化.
加速度加速度方向与线速度方向垂直,即只存在____加速度,没有切向加速度.由于速度的大小、方向均变,所以不仅存在向心加速度且存在加速度,合加速度的方向一般不指向圆心
向心力
物体所受的___________提供向心力切线方向:Fτ = maτ法线方向:F n = ma n
2.圆周运动中的动力学问题分析
⑴向心力的来源:向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几
个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.
⑵向心力的确定:①确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置;②分析物体的受力情况,找出
所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力.
3.解决圆周运动问题的主要步骤:
①审清题意,确定研究对象;
②分析物体的运动情况,即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等;
③分析物体的受力情况,画出受力示意图,确定向心力的来源;
④据牛顿运动定律及向心力公式列方程;
⑤求解、讨论.
4.竖直平面内的圆周运动问题分析
⑴绳球或内轨道模型,在竖直平面内做变速圆周运动过最高点的情况.①
临界条件:小球通过最高点的最小速度,通常叫临界速度,v临界=
_________;②通过最高点的条件:v _____v临界.当v > v临界时,绳、
轨道对球分别产生拉力F、压力F N;③不能通过最高点的条件:v _____v
临界.(实际上球还没有到最高点就脱离了轨道).
⑵有物体支撑的小球在竖直平面内做变速圆周运动过最高点的情况.
临界条件:由于硬杆或管壁的支撑作用,小球恰能到达最高点的临界速度是
v临界______,图(a)所示的小球过最高点时,轻杆对小球的弹力情况见下表:
小球速度弹力的方向弹力的大小
v = 0 轻杆对小球有竖直________的支持力F N = mg
v < gr杆对小球的支持力的方向竖直_______ 大小随速度的增大而减小,F N =_________,即0 < F N < mg
v = gr无弹力F N = _______
v > gr杆对小球有指向圆心的拉力大小随速度的增大而增大,F N = _________
【典型例题】
题型 1 涉及圆周运动传动方式分析
〖例1〗如图所示,轮O 1、O 3固定在一转轴上,轮O 1、O 2用皮带连接且不打滑.在O 1、O 2、O 3三个轮的边缘各取一点A 、B 、C ,已知三个轮的半径比r 1∶r 2∶r 3 = 2∶1∶1.求: ⑴ A 、B 、C 三点的线速度大小之比v A ∶v B ∶v C ; ⑵ A 、B 、C 三点的角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC ;
⑶ A 、B 、C 三点的向心加速度大小之比a A ∶a B ∶a C .
〖例2〗如图所示,a 、b 是地球表面上不同纬度上的两个点,如果把地球看作是一个球体,a 、b 两点随地球自转做匀速圆周运动,这两个点具有大小相同的 ( )
A .线速度
B .角速度
C .加速度
D .轨道半径 题型 2 圆周运动的动力学问题
〖例3〗如图所示,长度为l 的细绳上端固定在天花板上O 点,下端拴着质量为m 的小球.当把细绳拉直时,细绳与竖直线夹角为θ = 60°,此时小球静止于光滑的水平面上. ⑴ 当球以角速度ω1 =
l
g
做圆锥摆运动时,细绳的张力F T 为多大?水平面受到的压力F N 是多大? ⑵ 当球以角速度ω1 = l
g
4做圆锥摆运动时,细绳的张力F T ′ 为多大?水平面受到的压力F N ′ 是多大?
题型3 竖直面内的圆周运动问题
〖例4〗如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置.两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内,a通过最高点A时,对管壁上部的压力为3mg,b通过最高点A时,对管壁下部的压力为0.75 mg.求a、b两球落地点间的距离.
题型 4 圆周运动的临界问题
〖例5〗如图所示,两绳系一个质量为m = 0.1 kg的小球,两绳的另一端分别固定于轴的A、B两处,上面绳长L = 2 m,两绳都拉直时与轴夹角分别为30°和45°,问球的角速度在什么范围内,两绳始终张紧?(g 取10 m/s2)
题型 5 圆周运动的综合问题
〖例6〗(08广东)有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图所示,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,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
【知能训练】
1.如图所示,质量为m的物块,沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直固定放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是()
A.受到向心力为mg + mv2/R B.受到的摩擦力为μmv2/R
C.受到的摩擦力为μm(g + v2/R) D.受到的合力方向斜向左上方
2.如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O.现给球一初速度,使球和杆一起绕轴O 在竖直面内转动,不计空气阻力,用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则F()A.一定是拉力
B.一定是推力
C.一定等于0
D.可能是拉力,可能是推力,也可能等于0
3.如图所示,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()
A.绳的拉力
B.重力和绳的拉力的合力
C.重力和绳的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
4.如图所示,悬线一端系一小球,另一端固定于O点,在O点正下方的P点钉一个钉子,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,下列说法正确的是()
A.小球的瞬时速度突然变大
B.小球的加速度突然变大
C.小球所需的向心力突然变大
D.悬线所受的拉力突然变大
5.如图所示,某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽套在塑料管上,手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动,则只要运动角速度合适,螺丝帽恰好不下滑,假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ,认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时,下述分析正确的是()
A.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
B.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外,背离圆心
C.此时手转动塑料管的角速度ω=mg μr
D.若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动
6.如图所示,一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面,圆锥固定不动,两个质量相同的球A、B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则下列判断中正确的是()
A.球A的线速度必大于球B的线速度
B.球A的角速度必小于球B的角速度
C.球A的运动周期必小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力
7.如图所示,用细绳一端系着的质量为M = 0.6 kg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 = 0.3 kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.2 m.若A与转盘间的最大静摩擦力为F f = 2 N,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(g取10 m/s2).。