1. 圆周运动教学设计(第二课时)

水平面内圆周运动（复习课）

成都市龙泉一中高一物理组 教学重点

1.理解向心力与合外力的关系. 2.在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题. 教学难点

1.具体问题中向心力的来源. 2.关于对临界问题的讨论和分析. 3.对变速圆周运动的理解和处理. 课时安排：1课时

三维目标

知识与技能

1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力，会在具体问题中分析向心力的来源. 2.能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例. 3.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度. 过程与方法

1.通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力. 2.通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力. 情感态度与价值观

培养学生的应用实践能力和思维创新意识；运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机；通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念. 教学过程

推进新课

复习提问：

1、向心力大小公式：________________________________________________________ 2、向心力与合外力的关系：__________________________________________________ 3、解决圆周运动问题的基本思路及步骤： 第一步： 第二步： 第三步： 第四步： 1、锥摆与类锥摆

情景一：观察旋转秋千视频，并思考（问题）

问题1：缆绳与中心轴线的夹角大小与哪些因素有关？体重不同的人坐在秋千上旋转，夹角相同吗？

【例1】有一种叫“飞椅”的游乐项目，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1

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.

变式训练：如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和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(

) A．球A的线速度必定大于球B的线速度

B．球A的角速度必定大于球B的角速度

C．球A的运动周期必定小于球B的运动周期

D．球A对筒壁的压力必定于等球B对筒壁的压力

2、转台与转筒

情景二：物体随圆台一起匀速转动，

问题2:物体受哪些力的作用？向心力的来源？

【例2】如图所示，用同样材料做成的A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动．已知三物体质量间的关系mA=2mB=2mC，转动半径之间的关系是rC=2rA=2rB，那么以下说法中正确的是（ ）

A．若三物体未滑动，C物体向心加速度最大 B．若三物体未滑动，B物体受到的摩擦力最大

C．转速增加，C物体最先滑动 D．转速增加，B物体最先滑动

变式训练：如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

3、车辆转弯

（1）火车转弯

情景三：观察火车转弯视频及火车车轮结构示意图并思考如下问题。

外轮

内轮

内轨道

外轨道

火车转弯

火车车轮结构

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问题3：火车转弯问题我们该看成什么运动来处理？

问题4：设计师为何将火车的转弯轨道设计成外侧略高于内侧，而不设计成水平的？请分别在水平轨道和倾斜轨道上画出火车受力示意图。

水平轨道道

倾斜轨道

（2）汽车转弯

情景四：观察汽车侧翻情景,探究事故原因和应对策略.

问题5:汽车侧翻前做什么运动? 汽车受到哪些力的作用 (在图中画出) ? 是谁提供向心力?

【例3】一质量为m汽车，轮胎与地面的摩擦因数为µ=0.8，汽车在水平路面转弯，已知转弯半径为R=50m，则汽车转弯是的最大安全速度为多少？（g=10m/s2）

变式训练：汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车转弯的轨道半径必须（ ）

A．减为原来的1/2倍 B．减为原来的1/4倍 C．增为原来的2倍 D．增为原来的4倍

（3）飞机转弯

问题6:飞机受到哪些力的作用 (在图中画出) ? 是谁提供向心力?

（4）自行车转弯

情景五：自行车转弯———人骑自行车在水平地面上运动。

问题7：受到哪些力作用？是谁提供向心力？

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针对训练（时间3分钟，每题5分）

1.一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体与筒相对静止，如图所示，所需向心力是（ ）

A.物体的重力

B.筒壁对物体的静摩擦力

C.筒壁对物体的弹力

D.物体所受重力与弹力的合力

2.成达铁路经改造后动车组的运行速度可超过200km/h。铁路提速要解决很多技术上的问题，其中弯道改造就是一项技术含量很高的工程。在下列改造论述中正确的是( ) A.保持内外轨高度差不变，适当增加弯道半径

B.保持内外轨高度差不变，适当减小弯道半径

C.减小内外轨高度差，同时适当减小弯道半径

D.只要减小弯道半径，内外轨高度差保持不变或减小都行

3.长度不同的两根细绳悬于同一点，另一端各系一个质量相同的小球，使它们在同一水平面内做圆锥摆运动，如图所示，则有关两个圆锥摆的物理量相同的是(

) A．角速度

B．线速度的大小

C．向心力

D．绳的拉力

【我的疑问与感悟】

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课后达标检测（时间15分钟）

1.如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于小球的受力情况，正确的是（ ）

A.受重力、拉力、向心力

B.受重力、拉力

C.受重力

D.以上说法都不正确

2.质量为2.0103kg的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4104N。汽车经过半径为50m的弯路时，如果车速达到72km/h,这辆车会不会发生侧滑？

3.如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为,女运动员的质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r,求：这时男运动员对女运动员的拉力大小及两人转动的角速度？

4.沿半径为R的半球型碗底的光滑内表面，质量为m的小球正以角速度ω，在一水平面内作匀速圆周运动，试求此时小球离碗底的高度

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