高中物理 5.4 圓周運動導學案2 新人教版必修2.doc

高中物理必修二5.4 圓周運動【學習目標】1、知道什么是圓周運動，什么是勻速圓周運動2、理解什么是線速度、角速度和周期3、理解線速度、角速度和周期之間的關系4.能在具體的情境中確定線速度和角速度與半徑的關系【學習重點】1、理解線速度、角速度和周期2、什么是勻速圓周運動3、線速度、角速度及周期之間的關系【學習難點】對勻速圓周運動是變速運動的理解【使用說明】1.先閱讀課本內容，理解課本基礎知識，有疑問的用紅色筆做好疑難標記。完成教材助讀設置問題，依據發(fā)現(xiàn)的問題再研讀教材或者查閱資料，解決問題。將預習中不能解決的問題填在我的疑惑處。2.分層完成，a層全部完成并梳理知識結構，b層全部完成，標“”的題目要求c層選做。3.小組長職責，知道引領小組各層成員按時完成任務，人人達標。【方法指導】自主閱讀學習法、合作學習法、數學極限法、探究法【學習過程】【自主預習案】一、1.物體沿著_運動，并且_，這種運動叫做勻速圓周運動。2. _叫線速度。定義式為：_ ，單位：_.，方向：_，線速度的物理意義：_。3在勻速圓周運動中，連接運動質點和圓心的 跟_，就是質點的角速度。定義式：_，單位： .符號：_ 引入的物理意義：4周期t: _ 5轉速：_6線速度與角速度的關系式：_7.勻速圓周運動是一種_ 運動，勻速是指_不變，或_ 不變。請你將預習中沒能解決的問題和有疑惑大的問題寫下來，待課堂上老師和同學探究解決?！竞献魈骄堪浮?質疑解疑、合作探究探究一、閱讀全文，舉出生活中的有關圓周運動的例子，總結描述圓周運動的快慢有幾種方法？探究二、怎樣計算線速度？方向怎樣確定？瞬時線速度與直線運動的瞬時速度有什么共同點？勻速圓周運動的線速度有什么特點？引入線速度有什么作用？試分析怎樣計算線速度的變化？練習題：分析下圖中，a、b兩點的線速度有什么關系？規(guī)律？ 總結：什么叫勻速圓周運動？有何特征？勻速圓周運動中，勻速的含義是 。勻速圓周運動的線速度是不變的嗎？探究三、怎樣計算角速度，單位是什么？勻速圓周運動的角速度有什么特點？角速度有什么作用？練習題：分析右圖情況下，輪上各點的角速度有什么關系？規(guī)律？ 探究四、1）線速度與角速度有什么關系？怎樣推導他們的關系？ 2）勻速圓周運動的den線速度，角速度，周期，頻率之間有什么關系試推導其關系。1.有兩個走時準確的始終，分針的長度分別是8cm和10cm，歷經15分鐘，問兩分針的針尖位置的平均線速度是多大？ 【當堂檢測】-有效訓練、反饋矯正 1、下列關于勻速圓周運動的說法中，正確的是（）a是速度不變的運動 b是角速度不變的運動c是角速度不斷變化的運動 d是相對圓心位移不變的運動2. 關于勻速圓周運動的判斷，下列說法中正確的是 a.角速度不變b.線速度不變 c.向心加速度不變d周期不變3 一個質點做勻速圓周運動時,它在任意相等的時間內( )a 通過的弧長相等; b 通過的位移相等c轉過的角度相等; d 速度的變化相等.4、一個物體以角速度做勻速圓周運動時，下列說法中正確的是（）a軌道半徑越大線速度越大 b軌道半徑越大線速度越小c軌道半徑越大周期越大 d軌道半徑越大周期越小5. 關于角速度和線速度，說法正確的是a半徑一定，角速度與線速度成反比 b半徑一定，角速度與線速度成正比c線速度一定，角速度與半徑成正比d角速度一定，線速度與半徑成反比aqp3060ob6、如圖所示，一個環(huán)繞中心線ab以一定的角速度轉動，下列說法正確的是（）ap、q兩點的角速度相同bp、q兩點的線速度相同cp、q兩點的角速度之比為1dp、q兩點的線速度之比為14.一個大鐘的秒針長20cm,則針尖的線速度是 m/s,分針與秒針從某次重合到下次重合的時間為 s.7a、b兩質點分別做勻速圓周運動，在相同時間內，它們通過的弧長之比ab23， 而轉過的角度之比ab32，則它們的周期之比ab ；角速度之比ab ；線速度之比ab ，半徑之比ab .【課堂小結】【我的收獲】-反思靜悟、體驗成功 【課后練習與提高訓練】1甲、乙、丙三個物體，甲放在廣州，乙放在上海，丙放在北京當它們隨地球一起轉動時，則( )a甲的角速度最大、乙的線速度最小。b丙的角速度最小、甲的線速度最大。c三個物體的角速度、周期和線速度都相等。d三個物體的角速度、周期一樣，丙的線速度最小。2. 如圖所示，長為l的懸線固定于o點，另一端系一小球，在o點的正下方l2處有長釘。現(xiàn)將懸線沿水平方向拉直后無初速地釋放，當懸線與釘子接觸后的瞬間( ) a小球的角速度突然增大 b小球的向心加速度突然增大 c小球的速率突然增大 d懸線上的拉力突然增大3如圖所示，地球繞oo軸自轉，則下列正確的是3aa、b兩點的角速度相等ba、b兩點線速度相等ca、b兩點的轉動半徑相同da、b兩點的轉動周期相同4、半徑為r的大圓盤以角速度旋轉，如圖所示，有人站在p盤邊點上隨盤轉動，他想用槍擊中在圓盤中心的目標o，若子彈的速度為v0，則（）opa槍應瞄準目標o射去b槍應向po的右方偏過角度射去，而cosr/v0c槍應向po的左方偏過角度射去，而tanr/v0d槍應向po的左方偏過角度射去，而sinr/v05.如圖所示，a、b是兩個摩擦傳動的靠背輪，a是主動輪，b是從動輪，它們的半徑ra2rb， a 和b 兩點在輪的邊緣，c 和d 在各輪半徑的中點，下列判斷正確的有（ ）(a) va = 2 vb （b） b = 2a (c) vc = va （d） b = c6一汽車發(fā)動機的曲軸每分鐘轉2400周，求:(1) 曲軸轉動的周期與角速度；(2) 距轉軸r=0.2m點的線速度和向心加速度； 6.如右上圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑是2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑，則：a、b、c、d四點中，哪些點的線速度大小相等？這幾個點的角速度之比是多少？哪些點的角速度相等？這幾個點的線速度大小之比是多少？a、b、c、d四點的角速度之比是多少？線速度大小之比是多少？acdob7、已知地球的半徑r6400km，試回答下列問題：地球自轉的角速度赤道上的物體因地球自轉具有多大的線速度？因地球的自轉，北京和廣州兩城市的角速度是否相等？線速度是否相等？若不相等，請說明哪個較大【綜合實踐與創(chuàng)新】8如圖2所示，直徑為d的紙制圓筒，使它以角速度繞軸o勻速轉動，然后使子彈沿直徑穿過圓筒.若子彈在圓筒旋轉不到半周時在圓筒上留下a、b兩個彈孔，已知ao、bo夾角為，求子彈的速度.o圖299.兩個小球固定在一根長l的桿的兩端繞o點做圓周運動,如圖所示.當小球的速度為v1,小球的速度為v2,則小球2到轉軸的距離是多少?5.5圓周運動（二） 導學案目標導學學習目標：1.掌握線速度、角速度、周期之間的關系，會用相關公式求解分析實際問題2.知道同軸轉動角速度關系、傳動裝置線速度關系.并會用來分析實際問題重點難點：知道同軸轉動角速度關系、傳動裝置線速度關系.并會用來分析實際問題易錯問題： v、r之間關系的應用.思維激活：我們都騎過自行車，但你注意過這個問題嗎：踏板、鏈輪、飛輪、后輪它們是怎樣傳動的？傳動時v、r之間有怎樣的關系？問題獨學1、溫故而知新：圓周運動中各物理量之間的關系：1.v、t、r的關系：物體在轉動一周的過程中，通過的弧長s=2r，用時為t，則v=s/t=2r/t.2.、t的關系：物體在轉動一周的過程中，轉過的角度=2，用時為t，則=/t=2/t.3.、n的關系：物體在1秒內轉過n圈，1圈轉過的角度為2，則1秒內轉過的角度=2n，即=2n.4.v、r的關系：v=r.2、課前感知：傳動裝置中各物理量間的關系：1.傳動的幾種情況（1）皮帶傳動（2）同軸傳動（3）齒輪傳動（4）摩擦傳動2.皮帶傳動裝置中的兩個結論（1）同軸的各點角速度、轉速、周期相等，線速度與半徑成正比.（2）在不考慮皮帶打滑的情況下，皮帶上各點和與之接觸的輪上各點線速度大小相等，而角速度與半徑成反比.合作互學1、閱讀教材及查找資料歸納：傳動裝置中各物理量間的關系：1.傳動的幾種情況（1）皮帶傳動（線速度大小相等）（2）同軸傳動（角速度相等）（3）齒輪傳動（線速度大小相等）（4）摩擦傳動（線速度大小相等）2.皮帶傳動裝置中的兩個結論（1）同軸的各點角速度、轉速、周期相等，線速度與半徑成正比.（2）在不考慮皮帶打滑的情況下，皮帶上各點和與之接觸的輪上各點線速度大小相等，而角速度與半徑成反比.2、課堂互動講練：類型一、圓周運動的計算地球半徑r=6400 km，站在赤道上的人和站在北緯60上的人隨地球轉動的角速度多大？它們的線速度多大？【解析】站在地球上的人隨地球做勻速圓周運動，其周期均與地球自轉周期相同.如圖所示作出地球自轉示意圖，設赤道上的人站在a點，北緯60上的人站在b點，地球自轉角速度不變，a、b兩點的角速度相同，有a=b=2/t=（23.14）/（243600） rad/s7.310-5 rad/s變式訓練1.手表的時針和分針轉動時（ ）a.分針的角速度是時針的12倍b.時針的周期是12 h，分針的周期是60 sc.若分針的長度是時針的1.5倍，針端點的線速度分針是時針的150倍d.若分針的長度是時針的1.5倍，針端點的線速度分針是時針的18倍類型二、傳動裝置中相關物理量的關系如圖所示的傳動裝置中，b、c兩輪固定在一起繞同一轉軸轉動，a、b兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關系為ra=rc=2rb.若皮帶不打滑，求a、b、c輪邊緣上的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比.【解析】a、b兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，a、b兩輪邊緣上各點的線速度大小相等，即va=vb,故vavb=11.b、c兩個輪子固定在一起，屬于同一個轉動的物體，它們上面的任何一點具有相同的角速度，即bc=11.因為=v/r,va=vb,ra=2rb,所以ab=rbra=12又因為v=r,b=c,rc=2rb，所以vbvc=rbrc=12.綜合可知:abc=122,vavbvc=112.【答案】122 112變式訓練2.如圖所示，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點，左側是一輪軸，大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r,b點在小輪上，到小輪中心的距離為r,c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上.若在傳動過程中，皮帶不打滑，則（ ）a.a點與b點的線速度大小相等b.a點與b點的角速度大小相等c.a點與c點的線速度大小相等d.a點與d點的線速度大小相等類型三、圓周運動的周期性引起的多解問題如圖所示, 半徑為r的水平圓板繞豎直軸做勻速圓周運動,當半徑ob轉到某一方向時,在圓板中心正上方h處以平行于ob方向水平拋出一小球,小球拋出時的速度及圓板轉動的角速度為多大時,小球與圓板只碰一次,且相碰點為b?【解析】小球的運動時間t=則小球的拋出速度v=r/t由題意知,圓板轉動的角速度為=2k/t=2k （k=1,2,3,）.【答案】v=r =2k （k=1,2,3,）【點評】圓周運動具有周期性,該類問題常出現(xiàn)多解問題.有些題目會涉及圓周運動和平拋運動這兩種不同的運動,這兩種不同運動規(guī)律在解決同一問題時,必然有一個物理量在起橋梁作用,把兩種不同運動聯(lián)系起來,這一物理量常常是“時間”.變式訓練3.如圖所示, 直徑為d的紙制圓筒以角速度繞垂直紙面的軸o勻速轉動（圖示為截面）.從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒.若子彈在圓筒旋轉不到半周時,在圓周上留下a、b兩個彈孔.已知ao和bo夾角為,求子彈的速度.練習固學基礎鞏固1.關于角速度和線速度,下列說法正確的是（ ）a.半徑一定,角速度與線速度成反比 b.半徑一定,角速度與線速度成正比c.線速度一定,角速度與半徑成正比 d.角速度一定,線速度與半徑成反比2.如圖所示,皮帶傳動裝置轉動后,皮帶不打滑,皮帶輪上的a、b、c三點的位置如圖所示，則三點的速度關系是（ ）a.va=vb,vbvcb.va=vb,vb=vcc.va=vb,b=cd.ab,vbvc思維拓展3.如圖所示，在輪b上固定一同軸小輪a，輪b通過皮帶帶動輪c，皮帶和兩輪之間沒有滑動，a、b、c三輪的半徑依次為r1、r2和r3.繞在a輪上的繩子，一端固定在a輪邊緣上，另一端系有重物p，當重物p以速度v勻速下落時，c輪轉動的角速度為多少？反思悟學我領悟或掌握了：1、 2、 3、 4、線速度相同的點，角速度可能不同，線速度不同的點，角速度可能相同。我還想知道： 課后作業(yè)基礎鞏固1.對如圖6-5-4所示的皮帶傳動裝置，下列說法中正確的是（ ）a.a輪帶動b輪沿逆時針方向旋轉b.b輪帶動a輪沿逆時針方向旋轉c.c輪帶動d輪沿順時針方向旋轉d.d輪帶動c輪沿順時針方向旋轉2.半徑為r和r的圓柱體靠摩擦傳動，已知r=2r，a、b分別在大小圓柱的邊緣上，o2c=r，如圖656所示.若兩圓柱之間沒有打滑現(xiàn)象，則va : vb : vc= ，a : b : c= .3.應用題由于地球的自轉，則關于地球上的物體的角速度、線速度的大小，以下說法正確的是( )a.在赤道上的物體線速度最大b.在兩極上的物體線速度最大c.赤道上物體的角速度最大d.處于北京和南京的物體的角速度大小相等4.應用題已知某人騎自行車1.0min蹬10圈，車輪與腳蹬輪盤轉數之比為3:1，車輪半徑為1.0m，求車輪轉動的線速度大小能力提升5.應用題機械手表中分針、秒針可視為勻速轉動，分針與秒針從第一次重合到第二次重合，中間經過的時間為( )圖5-5-10a.1min b.5960min c.6059min d.6160min6.如圖5-5-10所示，a、b是兩只相同的齒輪，a被固定不能轉動。若b齒輪繞a齒輪運動半周，到達圖中的c位置，則b齒輪上所標出的豎直方向上的箭頭所指的方向是（ ）a.豎直向上 b.豎直向下 c.水平向左 d.水平向右7. 創(chuàng)新題半徑為r的水平大圓盤以角速度旋轉，如圖6510所示，有人在盤邊上p點隨盤轉動，他想用槍擊中圓盤中心的目標o，若子彈的速度為vo，則（ ）a.槍應瞄