陕西省安康市石泉县高中物理 第2章 研究圆周运动 2.2 研究匀速圆周运动的规律(第2课时)教案 沪
陕西省高中物理第2章研究圆周运动2.1怎样描述圆周运动教案沪科版
c：通过思考题总结得到：
d：讨论
1）当v一定时，与r成反比
2）当一定时及v与r成正比
3）当r一定时，v与成正比
（三）实例分析
例1：分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？
分析得到：主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。
二、新课教学
（一）出示本节课的学习目标
1．理解线速度、角速度的概念
2．理解线速度、角速度和周期之间的关系
3．理解匀速圆周运动是变速运动
（二）学习目标完成过程
1．匀速圆周运动
（1）显示一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。
（2）并出示定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同——这种运动就叫匀速圆周运动。
2.1 怎样描述圆周运动
课标依据
会描述匀速圆周运动，知道向心加速度
教材分析
本章教材编排意图是先讨论如何对圆周运动描述，然后对圆周运动的规律进行分析，再运用圆周运动的规律来分析生活中圆周运动的案例，并认识圆周运动产生的离心现象，从而对匀速圆周运动有一个比较清晰的认识。本节课是如何描述匀速圆周运动，用线速度、角速度、周期、频率、转速几个概念来描述，是后续研究规律的基础。
教学难点
对匀速圆周运动是变速运动的理解
教法
与
学法
讲授、推理归纳法
教学资源
教
学
活
动
设
计
师生活动
设计意图
批注
一、导入新课
（1）物体的运动轨迹是圆周，这样的运动是很常见的，同学们能举几个例子吗？（例：转动的电风扇上各点的运动，地球和各个行星绕太阳的运动等）
高中物理第二章匀速圆周运动2匀速圆周运动的向心力和
第二节匀速圆周运动的向心力和向心加速度教学预备：结实的细线拴着一个小钢球，秒表，J2130 向心力演示仪，质量不同的小球（钢球、木球），多媒体投影设备．教学进程：一、实验探讨，引入新课二、探索物体做圆周运动的条件在同窗们猜想研究的基础上，大屏幕投影教材第 26 页图 2-2-2 ，并提出下列试探题：1．对研究对象作出受力示用意，2．猜想合力的方向，查验完善自己的猜想．3．合力的方向应该指向哪里？在学生研究讨论的基础上，师生一路得出结论：大量事实说明，物体做圆周运动的条件是必需受到一个指向圆心的合外力，那个指向圆心的合外力就叫做向心力．试探：1．通过对图2-2-2 中三个物体的受力分析，你以为向心力由那些力提供？2．你以为向心力是按力的性质命名的仍是按力的作用效果命名的？在同窗们试探、研究讨论的基础上，师生一路得出结论：向心力是按照力的作用效果命名的．它能够是一个力，能够是某个力的分力，也能够是几个力的合力．请学生列举生活中物体做匀速圆周运动向心力来源的实例．物理学史教育：牛顿对向心力与圆周运动的关系的熟悉．三、熟悉向心加速度（由教师直接给出向心加速度的表达式）1. 方向：由牛顿第二定律得出，沿半径方向指向圆心．2. 大小：（直接给出）（详解参见教材第 30 页的“课外阅览”．）然后按照第一节的内容得出a 的其他表达式．交流与试探：从看，似乎a跟R 成正比；从看，似乎 a跟成R反比．你能解答那个问题吗？四、由牛顿第二定律结合向心加速度的表达式，学生能够自己得出向心力的表达式．学生能够适当讨论，彼此启发，完成几组常常利用表达式的书写．以上内容1课时．五、探讨影响向心力大小的相关因素学生实验：用J2130 向心力演示仪分组探讨影响向心力大小的因素．教师先介绍向心力演示仪的结构、原理和利用方式，然后提出下列问题引发学生的试探：如何研究一个物理量和诸多物理量的关系？启发学生运用控制变量法．学生实验：探讨向心力与物体的质量、运动的半径和角速度的关系．请学生汇报自己的实验结果：1．用质量比为 2:1 的钢球和铝球，使他们的运动半径R 和ω均相同，观察露出的红白相间方格数比值为 2:1 ，即两球所受向心力的比值也为 2:1 ，因此F 与m 成正比．同理得出：2．当m、ω相同时，半径比为 2:1 ，向心力的比值也为 2:1 ，因此F 与R 成正比．3．当m、R 相同时，角速度比值为 2:1 ，向心力的比值为 4:1 ，因此F 与ω2 成正比在学生试探、研究讨论的基础上，师生一路得出结论：向心力的大小与物体的质量m 、圆周半径R 、转动角速度的平方ω2 正比．即：F ＝mRω2六、实践应用完成教材第 29 页例题，体验圆周运动的应用．七、课堂小结引导学生进行课堂小结：1．本节你学到了哪些知识．2．本节你学到了哪些研究问题的方式．3．本节的学习，对你此后的学习、研究有什么启发．八、课后作业1. 完成“练习与评价”的作业；2. 实践体验：完成进展空间的实验室操作和讲义 29 页的两个活动体验，并在作业本上写出感受．教学流程图：学习效果评价教学设计跋文：一、教学设计中的特色1. 注重以学生体验探讨为主线；通过物理情景的创设引导学生探讨，让学生感受到物理源于生活．2. 注重以学生为主体；无论是问题情景的创设仍是对问题的探讨，都尽力创造条件让学生参与，并尽力增大参与面与思维量．二、教学设计后的试探1. 如安在有限的课堂时刻内进行最具实效的合作探讨？在课堂教学中，要鼓励学生发表自己的观点、提出自己的问题，进行问题的交流、合作和探讨，这是新课标和新课程所反映的一个大体理念．可是，相对而言，探讨有时是一个较长的进程，在有限的课堂时刻内，学生实际的合作探讨进程有时显得较长．本教学设计实际讲课时刻也并非宽裕．如何在有限的课堂时刻内进行最具实效的合作探讨？关键在于教师，教师必需在保证学生自主、合作探讨的前提下做好引导．这也是在新的教学方式下对教师提出的更高要求，需要咱们在实践中深切研究和探索．2. 在对学生想法和问题的评价中，如何把握好“鼓励称赞”和“指犯错误”的“度”？在本节课的教学设计和教学实践中，教师充分考虑了民主平台和和谐气氛的创设，对学生所提出的观点和想法，尽力以“鼓励赞赏”为主的态度进行评价，充分保证了学生学习的踊跃性和主动性．。
泉县高中物理第2章研究圆周运动2.2研究匀速圆周运动的规律(问题探究式)课件沪科版必修2
例题精讲
例2 、如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止， 跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况 是（ B ） A、受重力、支持力 B、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C、受重力、支持力、向心力、摩擦力 D、以上均不正确
例题精讲
例4 、 画出下列物体所受的向心力
N F拉
F向= F拉 N
N F向 F拉 F向
N
f
F向= f N G
G
G
G
F向 G
F向 G
训练巩固
1．关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向，下列说法
正确的是 (
C)
A．与线速度方向始终相同
C．始终指向圆心
B．与线速度方向始终相反
实例分析3
FN
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
FN O R θ
r m F合O θ ω mg 竖直方向:FN cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r
θ
m
mg
F合 O' ω
竖直方向：FN cosθ＝mg 水平方向：F合=mω2 R sinθ
F合＝mg tanθ
例题精讲
例1、下列关于向心加速度的说法中，正确的是 （ A ）
这两个结论是否矛盾？ ω不变时，an与r 成正比
二、向心力
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
看一看
想一想
小球受哪些力？合外力有何特点？
二、向心力
小球受力分析：
FN O
合力
F
G
分析：绳子对球有指向圆心的力
陕西省安康市石泉县高中物理第2章研究圆周运动2.3圆周运动案例分析(一)课件沪科版必修2
2
T
mg
O
过最高点的最小速度是多大? v 0 gL
v2 当v v 0时，T m mg L
T
当v v 0时，物体离开圆面做曲线运动
mg
v 最低点：T mg m R
2
【例题1】如图所示,一质量为m=2kg的小球,在半径大小
为R=1.6m的轻绳子作用下在竖直平面内做圆周运动。（1）
◆农村劳动力持续转移,“人走村空”问题愈演愈烈 2012年我国农民工数量达到2.6亿，每年新增900-1000万。
四川抽样调查： 26% 举家外出农户 20% 留守农户 转移比例平均60%，高的70-80%
一、为什么要大力培育新型职业农民 （一）深刻背景
◆农村青壮年劳动力大量外出，“老人农业”“妇女农业”“小 学农业”问题日益凸显
T mg
O T
mg
（2）若在最低点V1 =10m / s, 则根据机械能守恒得： 1 2 1 2 mv1 = mv2 + mg 2 R 2 2 V2 = 6m / s v 由向心力公式得：T+mg=m R T = 25 N
2 2
A
A
(1)当N 0, v Rg (临界速度)
v2 ( 2)当N 0, v Rg , N m mg R
2
2
mg
当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动?
v gR (临界速度) N 0
当v gR时汽车离开拱桥做平抛 运动
当V=0时 N=mg
例一、质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为 r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是 多少？ N
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图。 汽车通过桥顶时：
高中物理第2章研究圆周运动2.2研究匀速圆周运动的规律(第1课时)教案沪科版必修2(2021年整理)
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第二节研究匀速圆周运动的规律（第一课时）教学过程石泉中学课时教案科目：高一物理主备人:蔡教文教师：授课时间：第周星期 2017年月日教学资源选择教学过程【知识回顾】1、向心力定义：使物体速度的方向发生变化的注意:(1) 向心力方向总是指向，时刻在，是一个力.（2）向心力是根据命名的，它可以是、、等各种性质的力,也可以是它们的，还可以是某个力的。
（3）向心力只改变速度的，不改变速度的 .2、向心力的大小：跟物体的质量、圆周半径和运动的角速度有关，其关系为：F ＝＝＝＝＝3、向心加速度：（1）概念：向心力产生的加速度，只是描述线速度方向变化的（2）大小：a ＝＝＝＝＝＝（3)方向：总是指向，时刻在 ,是一个注意：当ω为常数时，a与r成；当v为常数时,a与r 成；若无特殊条件,不能说a与r成正比还是反比。
4、匀速圆周运动的性质：加速度大小 ,方向时刻，是曲线运动。
注意：(1)匀速圆周运动只是线速度改变而不变，所以其所受的全部用来改变，即合外力等于，由于速率不变,向心加速度和向心力大小。
(2)变速圆周运动，线速度、都改变,所以合外力不等于，向心力只是等于合外力沿着圆周方向的分力，且向心加速度和向心力大小、方向都不断。
陕西省安康市石泉县高中物理 第2章 研究圆周运动 2.3
圆周运动的案例分析课标要求能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，关注日常生活中的圆周运动问题．三维目标一、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，它就是物体所受的向心力。
会在具体问题中分析向心力的来源。
2、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识。
3、熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法。
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，提高学生的分析和解决问题的能力。
2、通过对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辨证关系，提高学生的分析能力。
3、运用启发式问题探索教学方法，激发学生的求知欲和探索动机；锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力。
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。
2、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。
3、培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识。
教材分析本节通过对游乐场中的过山车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动的规律，学习用圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。
学情分析学生已经学习过匀速圆周运动的规律、受力分析以及牛顿运动定律的相关知识，本节内容是前面所学知识的综合应用。
教学重难点理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力；找出向心力的来源，理解并掌握在匀速圆周运动中合外力提供向心力，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题。
提炼的课题火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；临界问题中临界条件的确定。
教学手段运用教学资源选择PPT、练习册第一课时教学过程---竖直平面内的圆周运动（汽车过拱桥、轻绳模型）环节学生要解决的问题或任务教师个性化修改一、汽车过拱桥(1)过凸桥最高点时，汽车受支持力F N 重力G ，此时的向心力为 。
教科必修2《第二章匀速圆周运动2.匀速圆周运动的向心力和向心加速度》453PPT课件一等奖
第二章 匀速圆周运动
第2节 匀速圆周运动的向心力 和向心加速度
一、向心力：概念、方向、来源
探究一：观察分析探究—向心力的概念、方向和来源
实验：光滑水平面上抡动小球
视频：世界上最高的旋转秋千
一、向心力：概念、方向、来源
探究一：观察分析探究—向心力的概念、方向和来源
探究1记录表：
F合 F合
F合
v
一、向心力：大小
探究二：体验探究——向心力大小与那些因素有关
不同m、不同r、不同ω下抡动小球做圆周运动， 体验其向心力大小的不同
探究2记录表：
ω和r一样情况下 ω和m一样情况下 m和r一样情况
体验 ，先后抡动塑料 ，先后不同r下抡 下，先后不同
实验 球和钢球做匀速 动钢球做匀速圆周 ω抡动钢球做
条件
质量关系
实验现象
1 在ω、r一样 m1:m2=( ) F1:F2=( ) 2 在ω、r一样 m1:m2=( ) F1:F2=( ) F m 3 在ω、r一样 m1:m2=( ) F1:F2=( )
B组：在ω、m一样，探究F与r关系
次数 条件
半径关系
实验现象
1 在ω、m一样 r1:r2=( ) F1:F2=( ) 2 在ω、m一样 r1:r2=( ) F1:F2=( ) 3 在ω、m一样 r1:r2=( ) F1:F2=( )
一、向心力小
在、r一样，F m 在、m一样，F r 在m、r一样，F 2
二、向心加速度
探究五：理论探究向心加速度概念、大小和方向
概念： 做匀速圆周运动的物体，在向心力的作用 下，产生的加速度。
大小：
a向心
2r
v2 r
陕西省石泉县江南高级中学高中物理必修二怎样描述圆周运动课件
车辆稳定性是影响安全速度的重要因素之一。稳定性好的 车辆可以在较高速度下安全转弯，而稳定性差的车辆则需 要降低速度以保证安全。
火车转弯时内外轨高度差设计原理
火车转弯时的向心力
火车在转弯时同样需要向心力来克服离心力，保证列车稳定通过弯道。向心力由外轨提供 ，内轨起到支撑作用。
内外轨高度差的作用
关系
在非匀速圆周运动中，切 向加速度和法向加速度同 时存在，共同决定物体的 运动状态。
实例分析：单摆振动过程
单摆模型
单摆由一根不可伸长的细线和一个小球组成，细线一端固定，小球在重力作用下在竖直平面内做圆周运动。
运动过程分析
在单摆振动过程中，小球受到重力和细线拉力的作用。当小球从平衡位置开始运动时，重力沿切线方向的分力使 小球获得切向加速度，速度大小发生变化；同时重力沿法线方向的分力与细线拉力的合力提供法向加速度，使小 球的速度方向不断改变。因此，单摆振动是非匀速圆周运动的典型实例。
实例分析：地球绕太阳的运动可以近似看作 匀速圆周运动。地球受到的万有引力提供向 心力，使得地球保持稳定的轨道和周期进行 公转。通过测量地球公转的周期和轨道半径
，可以计算出地球的质量等物理量。
03 非匀速圆周运动 规律
非匀速圆周运动条件
物体所受合力不指向圆心
非匀速圆周运动的物体所受合力可以分解为指向圆心的法向分力和沿切线方向 的切向分力。
回顾了圆周运动的基本概念，包括圆 心、半径、弧长、线速度、角速度等 ，以及它们之间的关系和计算方法。
通过实例分析，如单摆、圆锥摆、圆 周运动在水平面上的投影等，加深了 对圆周运动的理解和应用。
匀速圆周运动的描述
深入探讨了匀速圆周运动的特点，包 括线速度、角速度、周期、频率等物 理量的恒定不变，以及向心加速度和 向心力的概念和计算方法。
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第二节研究匀速圆周运动的规律（第二课时）
教学过程
【知识回顾】
1、向心力定义：使物体速度的方向发生变化的
注意：(1) 向心力方向总是指向，时刻在，是一
个力。
（2）向心力是根据命名的，它可以是、、等各种性质的力，也可以是它们的，还可以是某个力的。
（3）向心力只改变速度的，不改变速度的。
2、向心力的大小：跟物体的质量、圆周半径和运动的角速度有关，其关系为：
F ＝＝＝＝＝
3、向心加速度：
（1）概念：向心力产生的加速度，只是描述线速度方向变化的（2）大小：a ＝＝＝＝＝＝
（3）方向：总是指向，时刻在，是一个
注意：当ω为常数时，a与r成；当v为常数时，a与r成；若无特殊条件，不能说a与r成正比还是反比。
4、匀速圆周运动的性质：加速度大小，方向时刻，是曲线运动。
注意：
(1)匀速圆周运动只是线速度改变而不变，所以其所受的全部用来改变，即合外力等于，由于速率不变，向心加速度和向心力大小。
(2)变速圆周运动，线速度、都改变，所以合外力不等于，向心力只是等于合外力沿着圆周方向的分力，且向心加速度和向心力大小、方向都不断。
【课堂同步训练】
1、关于向心力的说法正确的是（）
A．物体受到向心力的作用，才可能做圆周运动
B．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的
C．向心力可是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或者是某一种力的分力
D．向心力只改变物体运动方向，不可改变物体运动的快慢
2、如图所示，小球在一细绳的牵引下，在光滑桌面上绕绳的另一端O作匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是（）
A．受重力、支持力和向心力的作用
B．受重力、支持力、拉力和向心力的作用
C．受重力、支持力和拉力的作用
D．受重力和支持力的作用。
3、下列说法正确的是（）
A．做匀速圆周运动的物体没有加速度
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力为零
C．做匀速圆周运动的物体速度大小是不变的
D．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
4、下列关于向心加速度的说法中，正确的是（）
A．向心加速度越大，物体速率变化越快
B．向心加速度越大，物体速度变化越快
C．向心加速度越大，物体速度方向变化越快
D．在匀速圆周运动中向心加速度是恒量
5.在航空竞赛场里，由一系列路标塔指示飞机的飞行路径。
在飞机转弯时，飞行员能承受的最大向心加速度大小约为6g(g为重力加速度)。
设一飞机以150 m/s的速度飞行，当加速度为6g时，其路标塔转弯半径应该为多少?
6、如下图所示，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，关于小球受力的说法，正确的是
A. 受重力、拉力、向心力
B. 受重力、拉力
C. 只受重力
D. 以上均不对
7、如图所示，一只圆盘绕竖直轴匀速转动，木块随着圆盘一起
运动，那么木块受到圆盘对它的摩擦力方向是
A．背离圆盘中心 B．指向圆盘中心
C．与木块的运动方向相同 D．与木块的运动方向相反
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