人教版 (新课标)必修24.圆周运动导学案

这是一份人教版 (新课标)必修24.圆周运动导学案，共12页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，使用说明，方法指导，学习过程，自主预习案，合作探究案等内容，欢迎下载使用。
高中物理必修二5.4 圆周运动【学习目标】1、知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动2、理解什么是线速度、角速度和周期3、理解线速度、角速度和周期之间的关系4.能在具体的情境中确定线速度和角速度与半径的关系【学习重点】1、理解线速度、角速度和周期2、什么是匀速圆周运动3、线速度、角速度及周期之间的关系【学习难点】对匀速圆周运动是变速运动的理解【使用说明】1.先阅读课本内容，理解课本基础知识，有疑问的用红色笔做好疑难标记。完成教材助读设置问题，依据发现的问题再研读教材或者查阅资料，解决问题。将预习中不能解决的问题填在我的疑惑处。2.分层完成，A层全部完成并梳理知识结构，B层全部完成，标“※”的题目要求C层选做。3.小组长职责，知道引领小组各层成员按时完成任务，人人达标。【方法指导】自主阅读学习法、合作学习法、数学极限法、探究法【学习过程】【自主预习案】一、1.物体沿着_______运动，并且___________，这种运动叫做匀速圆周运动。2. ____________________________叫线速度。定义式为：_______ ，单位：_______.，方向：______________，线速度的物理意义：________________________________________。3在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的       跟______，就是质点的角速度。定义式：___________________，单位：            ..符号：_____  引入的物理意义：4周期T: _____________________________                5转速：______________________________6线速度与角速度的关系式：________________________________7.匀速圆周运动是一种_______ 运动，匀速是指_________不变，或_______ 不变。 请你将预习中没能解决的问题和有疑惑大的问题写下来，待课堂上老师和同学探究解决。  【合作探究案】----质疑解疑、合作探究探究一、阅读全文，举出生活中的有关圆周运动的例子，总结描述圆周运动的快慢有几种方法？      探究二、怎样计算线速度？方向怎样确定？瞬时线速度与直线运动的瞬时速度有什么共同点？匀速圆周运动的线速度有什么特点？引入线速度有什么作用？试分析怎样计算线速度的变化？    练习题：分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？规律？      总结：什么叫匀速圆周运动？有何特征？匀速圆周运动中，匀速的含义是      。匀速圆周运动的线速度是不变的吗？      探究三、怎样计算角速度，单位是什么？匀速圆周运动的角速度有什么特点？角速度有什么作用？    练习题：分析右图情况下，轮上各点的角速度有什么关系？规律？        探究四、1）线速度与角速度有什么关系？怎样推导他们的关系？        2）匀速圆周运动的den线速度，角速度，周期，频率之间有什么关系》试推导其关系。  1.有两个走时准确的始终，分针的长度分别是8cm和10cm，历经15分钟，问两分针的针尖位置的平均线速度是多大？  【当堂检测】----有效训练、反馈矫正 1、下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是（　　　）A．是速度不变的运动         B．是角速度不变的运动C．是角速度不断变化的运动   D．是相对圆心位移不变的运动2. 关于匀速圆周运动的判断，下列说法中正确的是 A.角速度不变 B.线速度不变    C.向心加速度不变 D周期不变3 一个质点做匀速圆周运动时,它在任意相等的时间内(        )A 通过的弧长相等;    B 通过的位移相等C转过的角度相等;    D 速度的变化相等.4、一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（　　　）A．轨道半径越大线速度越大   B．轨道半径越大线速度越小C．轨道半径越大周期越大     D．轨道半径越大周期越小5. 关于角速度和线速度，说法正确的是A半径一定，角速度与线速度成反比  B半径一定，角速度与线速度成正比C．线速度一定，角速度与半径成正比 D．角速度一定，线速度与半径成反比6、如图所示，一个环绕中心线AB以一定的角速度转动，下列说法正确的是　　　　　　（　　）A．P、Q两点的角速度相同B．P、Q两点的线速度相同C．P、Q两点的角速度之比为∶1D．P、Q两点的线速度之比为∶14.一个大钟的秒针长20cm,则针尖的线速度是    m/s,分针与秒针从某次重合到下次重合的时间为        S.7．A、B两质点分别做匀速圆周运动，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＝32，则它们的周期之比ＴA∶ＴB＝      ；角速度之比ωA∶ωB＝      ；线速度之比ｖA∶ｖB＝        ，半径之比ＲA∶ＲB＝       .    【课堂小结】   【我的收获】----反思静悟、体验成功             【课后练习与提高训练】1．甲、乙、丙三个物体，甲放在广州，乙放在上海，丙放在北京．当它们随地球一起转动时，则(    )A．甲的角速度最大、乙的线速度最小。B．丙的角速度最小、甲的线速度最大。C．三个物体的角速度、周期和线速度都相等。D．三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度最小。2. 如图所示，长为l的悬线固定于O点，另一端系一小球，在O点的正下方l／2处有长钉。现将悬线沿水平方向拉直后无初速地释放，当悬线与钉子接触后的瞬间(    )   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．悬线上的拉力突然增大3．如图所示，地球绕OO′轴自转，则下列正确的是A．A、B两点的角速度相等B．A、B两点线速度相等C．A、B两点的转动半径相同D．A、B两点的转动周期相同4、半径为R的大圆盘以角速度ω旋转，如图所示，有人站在P盘边点上随盘转动，他想用枪击中在圆盘中心的目标O，若子弹的速度为v0，则（　　）A．枪应瞄准目标O射去B．枪应向PO的右方偏过角度θ射去，而cosθ＝ωR/v0C．枪应向PO的左方偏过角度θ射去，而tanθ＝ωR/v0D．枪应向PO的左方偏过角度θ射去，而sinθ＝ωR/v05.如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB， a 和b 两点在轮的边缘，c 和d 在各轮半径的中点，下列判断正确的有（    ）(A) Va = 2 Vb   （B）  ωb = 2ωa (C) Vc = Va       （D）  ωb = ωc
 6一汽车发动机的曲轴每分钟转2400周，求:(1)  曲轴转动的周期与角速度；(2)  距转轴r=0.2m点的线速度和向心加速度；      6..如右上图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，大轮的半径是4r，小轮的半径是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、b、c、d四点中，哪些点的线速度大小相等？这几个点的角速度之比是多少？哪些点的角速度相等？这几个点的线速度大小之比是多少？a、b、c、d四点的角速度之比是多少？线速度大小之比是多少？        7、已知地球的半径R＝6400km，试回答下列问题：⑴地球自转的角速度⑵赤道上的物体因地球自转具有多大的线速度？⑶因地球的自转，北京和广州两城市的角速度是否相等？线速度是否相等？若不相等，请说明哪个较大．     ※【综合实践与创新】8如图2所示，直径为d的纸制圆筒，使它以角速度ω绕轴O匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔，已知aO、bO夹角为，求子弹的速度.9   9.两个小球固定在一根长L的杆的两端绕O点做圆周运动,如图所示.当小球的速度为V1,小球的速度为V2,则小球2到转轴的距离是多少?               5.5圆周运动（二） 导学案〖目标导学〗学习目标：1.掌握线速度、角速度、周期之间的关系，会用相关公式求解分析实际问题2.知道同轴转动角速度关系、传动装置线速度关系.并会用来分析实际问题重点难点：知道同轴转动角速度关系、传动装置线速度关系.并会用来分析实际问题易错问题： v、ω、r之间关系的应用.思维激活：我们都骑过自行车，但你注意过这个问题吗：踏板、链轮、飞轮、后轮它们是怎样传动的？传动时v、ω、r之间有怎样的关系？ 〖问题独学〗1、温故而知新：圆周运动中各物理量之间的关系：1.v、T、r的关系：物体在转动一周的过程中，通过的弧长Δs=2πr，用时为T，则v=Δs/Δt=2πr/T.2.ω、T的关系：物体在转动一周的过程中，转过的角度Δθ=2π，用时为T，则ω=Δθ/Δt=2π/T.3.ω、n的关系：物体在1秒内转过n圈，1圈转过的角度为2π，则1秒内转过的角度Δθ=2πn，即ω=2πn.4.v、ω、r的关系：v=ωr.2、课前感知：传动装置中各物理量间的关系：1.传动的几种情况（1）皮带传动（2）同轴传动（3）齿轮传动（4）摩擦传动2.皮带传动装置中的两个结论（1）同轴的各点角速度、转速、周期相等，线速度与半径成正比.（2）在不考虑皮带打滑的情况下，皮带上各点和与之接触的轮上各点线速度大小相等，而角速度与半径成反比. 〖合作互学〗1、阅读教材及查找资料归纳：传动装置中各物理量间的关系：1.传动的几种情况（1）皮带传动（线速度大小相等）（2）同轴传动（角速度相等）（3）齿轮传动（线速度大小相等）（4）摩擦传动（线速度大小相等）2.皮带传动装置中的两个结论（1）同轴的各点角速度、转速、周期相等，线速度与半径成正比.（2）在不考虑皮带打滑的情况下，皮带上各点和与之接触的轮上各点线速度大小相等，而角速度与半径成反比. 2、课堂互动讲练：类型一、圆周运动的计算地球半径R=6400 km，站在赤道上的人和站在北纬60°上的人随地球转动的角速度多大？它们的线速度多大？【解析】站在地球上的人随地球做匀速圆周运动，其周期均与地球自转周期相同.如图所示作出地球自转示意图，设赤道上的人站在A点，北纬60°上的人站在B点，地球自转角速度不变，A、B两点的角速度相同，有ωA=ωB=2π/T=（2×3.14）/（24×3600） rad/s≈7.3×10-5 rad/s变式训练1.手表的时针和分针转动时（      ）A.分针的角速度是时针的12倍B.时针的周期是12 h，分针的周期是60 sC.若分针的长度是时针的1.5倍，针端点的线速度分针是时针的150倍D.若分针的长度是时针的1.5倍，针端点的线速度分针是时针的18倍 类型二、传动装置中相关物理量的关系如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA=rC=2rB.若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘上的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.【解析】A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等，即va=vb,故va∶vb=1∶1.B、C两个轮子固定在一起，属于同一个转动的物体，它们上面的任何一点具有相同的角速度，即ωb∶ωc=1∶1.因为ω=v/r,va=vb,rA=2rB,所以ωa∶ωb=rB∶rA=1∶2又因为v=ωr,ωb=ωc,rC=2rB，所以vb∶vc=rB∶rC=1∶2.综合可知:ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,va∶vb∶vc=1∶1∶2.【答案】1∶2∶2            1∶1∶2变式训练2.如图所示，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.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的线速度大小相等 类型三、圆周运动的周期性引起的多解问题如图所示, 半径为R的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动,当半径OB转到某一方向时,在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球,小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时,小球与圆板只碰一次,且相碰点为B?【解析】小球的运动时间t=则小球的抛出速度v=R/t由题意知,圆板转动的角速度为ω=2πk/t=2kπ    （k=1,2,3,…）.【答案】v=R          ω=2kπ      （k=1,2,3,…）【点评】圆周运动具有周期性,该类问题常出现多解问题.有些题目会涉及圆周运动和平抛运动这两种不同的运动,这两种不同运动规律在解决同一问题时,必然有一个物理量在起桥梁作用,把两种不同运动联系起来,这一物理量常常是“时间”.变式训练3.如图所示, 直径为d的纸制圆筒以角速度ω绕垂直纸面的轴O匀速转动（图示为截面）.从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时,在圆周上留下a、b两个弹孔.已知aO和bO夹角为θ,求子弹的速度.    〖练习固学〗基础巩固1.关于角速度和线速度,下列说法正确的是（    ）A.半径一定,角速度与线速度成反比    B.半径一定,角速度与线速度成正比C.线速度一定,角速度与半径成正比    D.角速度一定,线速度与半径成反比2.如图所示,皮带传动装置转动后,皮带不打滑,皮带轮上的A、B、C三点的位置如图所示，则三点的速度关系是（     ）A.vA=vB,vB>vCB.vA=vB,vB=vCC.vA=vB,ωB=ωCD.ωA>ωB,vB>vC思维拓展3.如图所示，在轮B上固定一同轴小轮A，轮B通过皮带带动轮C，皮带和两轮之间没有滑动，A、B、C三轮的半径依次为r1、r2和r3.绕在A轮上的绳子，一端固定在A轮边缘上，另一端系有重物P，当重物P以速度v匀速下落时，C轮转动的角速度为多少？   〖反思悟学〗我领悟或掌握了：1、                                                                                                                           2、                                                                                                           3、                                                                                                           4、线速度相同的点，角速度可能不同，线速度不同的点，角速度可能相同。我还想知道：                                                                                                                                                                                                                                                                                                   课后作业〖基础巩固〗1.对如图6-5-4所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（   ）A.A轮带动B轮沿逆时针方向旋转B.B轮带动A轮沿逆时针方向旋转C.C轮带动D轮沿顺时针方向旋转D.D轮带动C轮沿顺时针方向旋转2.半径为r和R的圆柱体靠摩擦传动，已知R=2r，A、B分别在大小圆柱的边缘上，，如图6—5—6所示.若两圆柱之间没有打滑现象，则         ，         . 3.〖应用题〗由于地球的自转，则关于地球上的物体的角速度、线速度的大小，以下说法正确的是(    )A.在赤道上的物体线速度最大B.在两极上的物体线速度最大C.赤道上物体的角速度最大D.处于北京和南京的物体的角速度大小相等 4.〖应用题〗已知某人骑自行车1.0min蹬10圈，车轮与脚蹬轮盘转数之比为3:1，车轮半径为1.0m，求车轮转动的线速度大小． 〖能力提升〗5.〖应用题〗机械手表中分针、秒针可视为匀速转动，分针与秒针从第一次重合到第二次重合，中间经过的时间为(    )A.1    B.     C.     D..6.如图5-5-10所示，A、B是两只相同的齿轮，A被固定不能转动。若B齿轮绕A齿轮运动半周，到达图中的C位置，则B齿轮上所标出的竖直方向上的箭头所指的方向是（    ）A.竖直向上   B.竖直向下    C.水平向左   D.水平向右 7. 〖创新题〗半径为R的水平大圆盘以角速度ω旋转，如图6—5—10所示，有人在盘边上P点随盘转动，他想用枪击中圆盘中心的目标O，若子弹的速度为，则（   ）A.枪应瞄准目标O射击B.枪应向PO右方偏过角射击，且C.枪应向PO左方偏过角射击，且D.枪应向PO左方偏过角射击，且 8.如图所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是（    ）A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为nD.从动轮的转速为n9.为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，A、B平行相距2 m，轴杆的转速为3600 r/min，子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔半径夹角是30°，如图所示.则该子弹的速度是（     ） A.360 m/s                         B.720 m/sC.1440 m/s                        D.108 m/s 10.如图所示,半径为R的圆轮在竖直面内绕O轴匀速转动,O轴离地面高为2R,轮上a、b两点与O点连线相互垂直，a、b两点均粘有一小物体，当a点转至最低位置时，a、b两点处的小物体同时脱落，经过相同时间落到水平地面上.（1）试判断圆轮的转动方向.（2）求圆轮转动的角速度的大小.    11.一半径为R的雨伞绕柄以角速度ω匀速旋转，如图所示，伞边缘距地面高h，水平甩出的水滴在地面上形成一个圆，求此圆半径r为多少？    12.如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B.一质量为m的小球从入口沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内，要使球从出口B处飞出，小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件？