课外读物教学设计实例

[高一物理复习教案]

第五章

曲线运动

习题课

（第2课时）

一、教学目标：

1．通过本节习题课的复习，进一步熟悉全章的基本内容，提高解决问题的能力。

2．本章要求同学们：

①理解物体作曲线运动的条件，知道曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向，且必具有加速度；

②理解运动的合成与分解，知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响，能在具体的问题中分析和判断运动的合成、运动的分解的具体意义，理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则；

③知道什么是平抛运动，理解平抛运动是两个直线运动的合成：水平方向的匀速直线运动、竖直方向的自由落体运动，且这两个方向上的运动互不影响。掌握平抛运动的规律，会在实际问题中加以运用；

④理解匀速圆周运动，理解匀速圆周运动是变速运动，理解和掌握线速度、角速度、周期等概念，以及它们之间的关系；

⑤知道向心力、向心加速度及其方向，会根据向心力、向心加速度知识解释有关现象，计算有关问题，并且会在具体问题中分析向心力的来源，明确向心力是按效果命名的力。

⑥掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法，会处理水平面、竖直面内的问题。

二、教学方法：

复习提问，讲练结合

三、教学过程

（一）知识回顾

1．匀速圆周运动的特点

匀速圆周运动是变速运动（v方向时刻在变），而且是变加速运动（a方向时刻在变）。

1

2.描述匀速圆周运动的物理量

描述匀速圆周运动的物理量有线速度v、角速度ω、周期T、频率f、转速n、向心加速度a等等。

vs2r21v,,T,nf,a，它们之间的关系是：

ttvTtv2vr,ar2v

r凡是直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动）的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；凡是同一个轮轴上（各个轮都绕同一根轴同步转动）的各点角速度相等（轴上的点除外）。

（投影下面的复习提纲）

匀速圆周运动公式

1．线速度:

V= 2．角速度：=2rS= r=2n r

Tt22n

只适用于匀速圆周运动

tT2r2

3．周期：T=

V4．线速度与角速度的关系：V=ωr v24225．向心加速度：a =r2r42 f n2 r

既适用于匀速圆周运动，

rT42v22 6．向心力：

F= ma = mmr = m2rm42n2 r

也适用于变速圆周运动

Tr注意：（1）匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心。

（2）向心力不是一种单独性质的力。

（二）例题精讲

【例题1】

如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。

d （学生思考、试解，教师巡回指导）

2 c b a

师生共同讨论，得出答案：

解：va= vC，而vb∶vC∶vd =1∶2∶4，所以va∶

vb∶vC∶vd =2∶1∶2∶4；ωa∶ωb=2∶1，而ωb=ωC=ωd

，所以ωa∶ωb∶ωC∶ωd

=2∶1∶1∶1；再利用a=vω，可得aa∶ab∶ac∶ad=4∶1∶2∶4 【例题2】如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力。自行车车轮的半径R1=35cm，小齿轮大齿轮

摩擦小轮

小发电机

车轮

小齿轮

的半径R2=4.0cm，大齿轮的半径R3=10.0cm。求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比。（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）

（学生思考、试解，教师巡回指导）

师生共同讨论，得出答案：

链条

解：大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同，两轮边缘各点的线速度大小相等，由v=2πnr可知转速n和半径r成反比；小齿轮和车轮间和轮轴的原理相同，两轮上各点的转速相同。由这三次传动可以找出大齿轮和摩擦小轮间的转速之比n1∶n2=2∶175 点评：这是根据2003年理科综合测试中的一道物理题改编的。

【例题3】长度为L细绳，一端系有一质量为m的小球，小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动，求：当小球刚好通过最高点时的速率v为多大？

（学生思考、试解，教师巡回指导）

师生共同讨论，得出答案：

ov1mv2解：刚好通过最高点时，绳中拉力恰好为零，重力提供向心力，由mg，得小L球刚好通过最高点时的速率v=gL

3

点评：在小球运动到最高点时，抓住受力分析、找向心力来源是解题的关键。

（三）课后练习：

1．匀速圆周运动属于：【

】

A、匀速运动

B、匀加速运动

C、加速度不变的曲线运动

D、变加速曲线运动

2．做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为20m的圆周运动了100m，则其线速度为_________角速度为_________，周期为_________。

3．A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比SA：SB=2：3而转过的角度之比φA：φB=3：2，则它们的周期之比TA：TB=_________；线速度之比vA：vB=______。

4．钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为

，若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是

。

5．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则a点、b点、c点的线速度大小之比为

，a点、b点、c点的角速度大小之比为

；

a点、b点、c点的向心加速度之比为

。

6．雨伞边沿到伞柄距离为r，边沿高出地面h，当雨伞以角速度绕伞柄匀速转动时，雨滴从伞边缘水平甩出，求雨滴落到地面的圆半径R=？

参考答案：

1．D

2．10m/s

0.5rad/s

12.56s

3．2:3

2:3

4．1:12:720

0.02m/s

5．2:1:2

2:1:1

2h26．r1

g

4