基本信息

  课题

圆周运动习题课

作者及工作单位

 授课教师：倪风霞     斗门一中

教材分析

本节是圆周运动的应用课，内容丰富。教材中的每个例子的选择各有特点，具有代表性：火车的转弯用来分析水平面上的匀速圆周运动；拱形桥和凹形桥用来分析竖直面上的非匀速圆周运动；航天器中的失重现象研究圆周运动中的失重问题；离心运动则研究向心力不足时物体的运动趋势。教材对向心力的分析比较仔细，目的在于通过具体实例的分析，使学生加深对向心力的理解，正确认识向心力的来源，纠正错误的认识。教材对几个圆周运动实例的分析，体现着用牛顿第二定律分析向心力及圆周运动的力学问题的基本思路和方法，即先分析物体所受的力，找出向心力，然后根据牛顿第二定律列方程、解方程。这时牛顿第二定律反映的是向心力和向心加速度的关系。

学情分析

在学习本节内容之前，学生已经学习了描述圆周运动的运动学物理量（如线速度、角速度、向心加速度等）和向心力等知识，已经掌握了学习本节课必备的物理基础知识。圆周运动虽然是日常生活中的常见现象，但学生对此并没有深刻的了解，对圆周运动的认识感性的认识多，理性的认识少，不知道如何准确地、全面地分析这一运动现象。大多数学生对向心力的理解还不够透彻、准确，常常误认为向心力是一种特殊的力，是做圆周运动的物体另外受到的一个力。学生虽然已经能够熟练地应用牛顿第二定律分析直线运动问题，但应用牛顿第二定律分析圆周运动还是第一次，比较陌生，不习惯，不适应。另外，高一阶段的学生，其思维习惯中形象思维占的比例还比较大，逻辑思维的能力有待进一步的开发和提高，对于物理学科特定的研究方法和分析方法有了一定的了解，但还不是非常的熟练，有待进一步地提高。

 教学目标

   （一）知识与技能

1．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。

（二）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。

3．通过对生活现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。

（三）情感、态度与价值观

1．通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。

2．养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。

教学重点和难点

【教学重点】1．理解向心力是一种效果力。

2．在具体问题中能找到向心力的来源，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。

教学环节和教学内容

教师活动

预设学生行为

设计意图

知识回顾

新课教学

上节课我们学习了“向心力”的知识，回想一下，向心力的表达式怎么写？

对学生所写的公式进行点评

再问：向心力是根据什么命名的力？

问：我们在分析物体的受力时，分析向心力吗？

总结：虽然在对物体的受力分析中不分析向心力，但在圆周运动的具体实例中，关键是要弄清向心力的来源。（向心力可以由一个力来提供，可以由几个力的合力来提供，也可以是一个力的分力提供。）今后我们使用向心力的表达式时，要把它写成方程式。也就是说，把提供向心力的力写在等号左边，把物体做圆周运动所需的向心力写在等号右边。当供需平衡时，物体能够做圆周运动。圆周运动在生活中处处可见。

这节课，我们通过几个题目练习一下。

1.关于质点做圆周运动的下列说法中正确的是（　　）

A．合外力一定指向圆心

• B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小

• C．匀速圆周运动不属于匀速运动

• D．向心加速度越大，物体速率变化越快

• 2.小球质量为m，用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方L/2处有一光滑圆钉C（如图所示）。今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放，当悬线呈竖直状态且与钉相碰时(    )

•    A．小球的速度突然增大     

•    B．小球的向心加速度突然增大

•    C．小球的向心加速度不变  

•    D．悬线的拉力不变

• 3.用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是(　　)

• A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力

• B.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为

• C.若将绳子换成同等长度的轻杆，小球要想完成圆周运动，在最高点的速率要大于等于

• D.无论是绳子还是杆，小球过最低点时都一定收到拉力，且拉力一定大于小球重力

• 4．一轻杆下端固定一质量为M的小球，上端连在轴上，并可绕轴在竖直平面内运动，不计轴和空气阻力，在最低点给小球水平速度v0时，刚好能到达最高点，若小球在最低点的瞬时速度从v0不断增大，则可知(　　)

• A小球在最高点对杆的作用力不断增大

• B小球在最高点对杆的作用力先减小后增大

• C小球在最高点对杆的作用力不断减小

• D小球在最高点对杆的作用力先增大后减小

5．如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动，若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么A、B两球的(　　)

A．运动半径之比为1∶2

B．加速度大小之比为1∶2

C．线速度大小之比为1∶2

D．向心力大小之比为1∶2

6.质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到球对其作用力的大小为(　　)

• 7. A、B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做圆周运动，若OB绳上的拉力为F1，AB绳上的拉力为F2，OB＝AB，则(　　)

• A．F1∶F2＝2∶3  

• B．F1∶F2＝3∶2

• C．F1∶F2＝5∶3  

D．F1∶F2＝2∶1

• 8.长L＝0.5 m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m＝2 kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，在A通过最高点时，求下列两种情况下A对杆的作用力：

• (1)A的速率为1 m/s；

• (2)A的速率为4 m/s.(g＝10 m/s2)

• 

• 9.有一种叫“飞椅”的游乐项目，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．

总结：解决圆周运动的问题时，对做圆周运动的物体进行受力分析，找到指向圆心的合外力，把它写在等号左边，把向心力的公式写在等号右边即可。

学生到讲台上默写向心力的公式

答：根据效果命名的。

答：不分析。

学生回答

学生到讲台上做

检查前面所学基础知识的掌握情况

教师点评分析

教师点评分析

教师点评分析

教师点评分析

教师总结

板书设计

圆周运动习题课 

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。

教学反思

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。