1 第3讲 圆周运动及其应用
考点1 描述圆周运动的物理量及其关系(d)
【典例1】(2018·浙江4月选考真题)A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图),在相同时间内,它们通过的路程之比是4∶3,运动方向改变的角度之比是3∶2,则它们 (
)
A.线速度大小之比为4∶3
B.角速度大小之比为3∶4
C.圆周运动的半径之比为2∶1
D. 向心加速度大小之比为1∶2
【解析】选A。因为相同时间内它们通过的路程之比是4∶3,根据v=,则A、B的线速度之比为 4∶3,故A正确;运动方向改变的角度之比为3∶2,根据ω=,则角速度之比为3∶2,故B错误;根据v=ωr可得圆周运动的半径之比为=
×=×=,故C错误;根据a=vω得,向心加速度之比为==×=,故D错误。
1.如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则自行车前进的速度为 (
)
A. B. 2 C. D.
【解析】选D。转速为单位时间内转过的圈数,因为转动一圈,对圆心转过的角度为2π,所以ω=2πn,因为要测量自行车前进的速度,即车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小。根据题意知:轮Ⅰ和轮Ⅱ边缘上的线速度的大小相等,据v=rω可知r1ω1=r2ω2,已知ω1=2πn,则轮Ⅱ的角速度ω2=ω1。因为轮Ⅱ和轮Ⅲ共轴,所以转动的ω相等,即ω3=ω2,根据v=rω可知,v=r3ω3=,故选D。
2.(2019·台州模拟)如图所示为“行星转动示意图”。中心“太阳轮”的转动轴固定,其半径为R1,周围四个“行星轮”的转动轴固定,其半径为R2,“齿圈”的半径为R3,其中R1=1.5R2,A、B、C分别是“太阳轮”“行星轮”“齿圈”边缘上的点,齿轮转动过程不打滑,那么 (
)
A.A点与B点的角速度相同
B.A点与B点的线速度相同
C.B点与C点的转速之比为7∶2
生活中的圆周运动教案新人教版必修
一、教学目标
1. 让学生了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生关注生活中的圆周运动现象，提高学生的观察和思考能力。
二、教学内容
1. 圆周运动的概念及其特点
2. 生活中的圆周运动实例分析
3. 圆周运动的物理原理
三、教学重点与难点
1. 重点：圆周运动的概念及其在生活中的应用。
2. 难点：圆周运动的物理原理的理解和应用。
四、教学方法
1. 采用问题驱动法，引导学生主动探索圆周运动的特点和原理。
2. 利用生活中的实例，让学生直观地理解圆周运动的概念。
3. 运用小组讨论法，培养学生的合作意识和解决问题的能力。
五、教学过程
1. 导入：通过展示生活中常见的圆周运动现象，如车轮运动、旋转门等，引导学生关注圆周运动。
2. 圆周运动的概念及其特点：讲解圆周运动的概念，分析其特点，如速度、加速度、向心力等。
3. 生活中的圆周运动实例分析：分析自行车轮子、摩天轮等实例，让学生理解圆周运动在生活中的应用。
4. 圆周运动的物理原理：讲解圆周运动的物理原理，如向心力、角速度、周期等。
5. 小组讨论：让学生结合生活中的实例，讨论圆周运动的特点和原理。
6. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，布置课后作业，鼓励学生观察生活中的圆周运动现象。
教案篇幅有限，这只是一个简要的教学设计。您可以根据实际教学需要，对教学内容、方法和过程进行调整和补充。希望对您有所帮助！
六、教学评估
1. 课后作业：要求学生观察生活中的圆周运动现象，并运用所学的物理原理进行分析和解释。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的参与程度和提出的观点。
3. 课堂提问：评估学生对圆周运动概念和原理的理解程度。
七、教学资源
1. 图片和视频素材：展示生活中的圆周运动现象，如车轮运动、旋转门等。
2. 物理实验器材：用于演示圆周运动的相关实验。
圆周运动原理
圆周运动是我们生活中常见的一种运动形式，它存在于各个领域中，例如机械、天文学等。那么，圆周运动的原理是什么呢？本文将为大家介绍圆周运动的原理及其相关知识。
1. 圆周运动的定义
圆周运动是指物体在运动过程中以某一点为圆心，绕着该圆心做连续的运动。这个运动轨迹可以是平面的圆形，也可以是立体的圆柱面、球形等。
2. 圆周运动的特征
在圆周运动中，有一些重要的特征需要注意：
（1）半径：圆周运动的轨迹形状由半径决定，半径越大，圆周运动轨迹越大。
（2）周期：圆周运动中，物体完成一次完整的运动所需要的时间称为周期，用T表示。周期与运动物体的速度、圆周的半径有关。
（3）频率：圆周运动中，物体完成一次完整运动的次数称为频率，用f表示。频率与周期的倒数成正比关系。
（4）速度：圆周运动中，物体的速度是随着时间变化的。物体在圆周运动中速度方向始终垂直于径向，并保持大小不变。
3. 圆周运动的原理 圆周运动的原理可以通过力学和物理学的角度来解释。
（1）力学解释：根据牛顿第一定律，物体在没有外力作用下将保持匀速直线或静止状态。而在圆周运动中，物体的运动方向不是直线，所以需要一个向心力来使物体做圆周运动。向心力的大小与物体的质量和速度、圆周的半径有关。
（2）物理学解释：在圆周运动中，物体受到了两个力的作用：向心力和惯性力。向心力是使物体向圆心方向运动的力，而惯性力是物体由于它的匀速直线惯性而产生的力。这两个力相互抵消，使得物体能够保持在运动状态。
4. 圆周运动的应用
圆周运动在生活中有着广泛的应用：
（1）交通工具：车辆在行驶过程中以车轮中心为圆心进行转弯，就是一种圆周运动。
（2）机械设备：例如搅拌机、风扇等设备中的转动部分都是通过圆周运动来实现功能。
（3）天文学：行星绕太阳公转、卫星绕行星运动都是圆周运动的例子。
综上所述，圆周运动是一种常见的运动形式，其原理是通过向心力和惯性力的相互作用来实现的。了解圆周运动的原理对于我们理解日常生活中的各种物理现象非常重要，也有助于我们更好地应用这些原理来解决实际问题。希望通过本文的介绍，能够增加大家对于圆周运动的了解和认识。
1 “生活中的圆周运动”教学案例
克山一中 苏景山
【教学设计思路】
“生活中的圆周运动”是一节圆周运动的应用课，教材中的每个实例都各有特点，很有代表性。
因而本节教学属于一个“构建新的知识体系”和“掌握分析问题的方法”的过程。具体设计如下：
圆周运动是日常生活中的常见现象，但学生对此并没有深刻的了解。他们往往能够直观感觉到物体在做圆周运动，但并不知道如何分析这一运动现象。而且大多数学生错误地认为向心力是一种特殊的力，是做匀速圆周运动的物体另外受到的一个力。
本节课将在学生原有知识和生活经验的基础上，以火车经过圆形轨道、汽车过拱桥（分析桥面为什么不能是凹形的）、生活中的离心运动三个问题为主线，通过多媒体演示、实验和探究完成整节课的教学内容，使学生理解生活中圆周运动的本质，并能运用牛顿第二定律来求解圆周运动中问题。同时，还要使学生明确向心力是一个效果力，以及离心运动发生的条件。通过应用实例，让学生了解物理知识对人类的生活产生的巨大的影响，从而达成预定的三维教学目标。
【教学目标】
1. 知识与技能
⑴能定性分析火车外轨比内轨高的原因。
⑵能用牛顿第二定律定量地分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
⑶知道航天器中的失重现象的本质。
⑷知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。
2. 过程与方法
⑴培养学生自主学习的能力。
⑵通过“以问题为主线”的教学方法，培养学生提出问题的能力。
⑶采用分组讨论、合作探究的方法，培养学生与他人交流、协作的能力以及科学探究能力。
⑷通过展示视频和实验，培养学生的观察能力。
⑸通过对实例和例题的分析，培养学生应用知识的能力和计算能力。
2 3. 情感态度与价值观
⑴渗透“学以致用”的思想，体会学习的快乐，激发学生的学习热情和兴趣。
⑵鼓励学生探究日常生活中的圆周运动，培养其参与科技活动的热情和将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
