高中物理第二章圆周运动第1节匀速圆周运动教案3粤教版必修2

第1节匀速圆周运动
本节教材分析
三维目标
知识与技能
1、了解物体做圆周运动的特征
2、理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算。

3、理解线速度、角速度、周期之间的关系：
2r v r
T
π
ω
==
过程与方法
1、联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征。

2、联系各种日常生活中常见的现象，通过课堂演示实验的观察，引导学生归纳总结描述物体做圆周运动
快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度大小
s
v
t
=，角速度大小
t
ϕ
ω=，周期
T、转速n等。

3、探究线速度与周期之间的关系
2r
v
T
π
=，结合
2
T
π
ω=，导出v rω
=。

情感态度与价值观
1、经历观察、分析总结、及探究等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

2、通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们之间
的关系的感性认识。

教学重点
1、理解线速度、角速度、周期等概念
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
教学难点
对匀速圆周运动是变速运动的理解
教学建议
本节学习的一些物理量较抽象，教学中应联系各种日常生活中常见的现象，想办法多做演示实验以
激发学的生学习积极性，把抽象的物理量具体形象化，便于学生接受。

多用一些学生熟悉的、感兴趣的
例子说明一些较难说清的问题，如用钟表指针针尖的运动快慢来说明为什么周期越大运动就越慢；风扇
转动时，同一叶片上各点做圆周运动，在相同的时间内转过的角度相同而经过的弧长不同，这时仅用线
速度并不能反映它们运动的快慢，从而有必要引入另一个描述圆周运动快慢的物理量—角速度。

线速度、角速度、周期之间的关系，由学生通过自己的思考得出。

联系上一章知识，引导学生得出
匀速圆周运动的速度方向时刻在改变，是一种变速曲线运动。

新课导入设计
导入一
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）今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动
导入二
演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹。

复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么？
启发学生回答：速度方向与合外力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。

进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示)，称为圆周运动。

在日常生活中你还见过或经历过哪些圆周运动？你对圆周运动有什么认识？
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．两物体沿同一方向运动，它们的图像如图所示，下列判断正确的是（）
A．在这段时间内，B物体的位移比A物体的位移大
B．在时刻前，B物体的速度始终比A物体增加得快
C．在时刻前，B物体始终在A物体的前面
D．在时刻两物体不可能相遇
2．背越式跳高采用弧线助跑，距离长，速度快，动作舒展大方。

如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图，由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为
A．2m/s B．5m/s C．8m/s D．11m/s
3．关于电容器，下列说法正确的是（）
A．在充电过程中电流恒定
B．在放电过程中电容减小
C．能储存电荷，但不能储存电能
D．两个彼此绝缘又靠近的导体可视为电容器
4．在斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和的速度平行纸面水平向右抛出，两球都落到该斜面上。

则在该过程中，下列说法正确的是
A．甲、乙两小球运动的时间之比为4：1
B．甲、乙两小球发生位移的大小之比为2：1
C．落在斜面上时，甲、乙两小球速度的大小之比为2：1
D．落在斜面上时，甲、乙两小球速度方向与水平方向间夹角的正切值之比为2：1
5．如图所示，理想变压器原线圈两端A、B接在电动势E＝8V、内阻r＝2Ω的交流电源上，理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器R相连，滑动变阻器阻值可在0～10Ω范围内变化，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2 ，下列说法正确的是
A．副线圈两端输出电压U2=16V
B．副线圈中的电流I2＝2A
C．当电源输出功率最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值R＝8Ω
D．当电源输出功率最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值R＝4Ω
6．如图甲，小球用不可伸长的轻绳连接绕定点O在竖直面内圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为F，拉力F与速度的平方的关系如图乙所示，图象中的数据a和b以及重力加速度g都为已知量，以下说法正确的是（）
A．数据a与小球的质量有关
B．数据b与小球的质量无关
C．比值只与小球的质量有关，与圆周轨道半径无关
D．利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨道半径
二、多项选择题
7．下列说法正确的是________（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
B．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
C．布朗运动说明构成固体颗粒的分子在永不停息的做无规则运动
D．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
E．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故
8．如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。

一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。

使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ（0°＜θ＜90°），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。

在玻璃砖转白光动过程中，以下说法正确的是（）
A．在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象
B．在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象
C．红光在玻璃砖中传播速度最小
D．折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动
E. 玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光
9．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机通过理想变压器向用电器供电，电路如图所示。

副线團的匝数可以通过滑动触头Q来调节，副线圈两端连接定值电阻R0，灯泡L和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头，原线圈上连接一只理想交流电流表A，闭合开关S，电流表的示数为I，则
A．仅增大发电机线的转速，I增大
B．仅将P向上滑动，I增大
C．仅将Q向上滑动，I增大
D．仅将开关S断开，I增大
10．如图所示，倾角为的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态。

则
A．B受到C的摩擦力一定不为零
B．C受到水平面的摩擦力一定为零
C．斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
D．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为0
三、实验题
11．研究性学习小组为“研究匀变速直线运动的规律”和“测当地的重力加速度”，采用了如图1所示的装置，其中m1＝50g、m2＝150g，开始时保持装置静止，然后释放物块m2，m2可以带动m1拖着纸带打出一系列的点，只要对纸带上的点进行测量，即可研究匀变速直线运动。

某次实验打出的纸带如图2所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点没有标出，交流电频率为50Hz。

（1）系统的加速度大小为________m/s2，在打点0～5的过程中，系统动能的增量ΔE k＝________J。

（2）忽略一切阻力的情况下，某同学作出的—h图象如图3所示，则当地的重力加速度g＝______m/s2。

12．某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。

在铁架台的顶端有一电磁铁，正下方某位置固定一光电门，电磁铁吸住直径为d的小铁球，此时球心与光电门的竖直距离为h（h＞＞d）。

断开电源，小球下落，通过光电门的挡光时间为t。

请回答下列问题：
(1)小球经过光电门时的速度表达式为______；
(2)该实验需要验证的表达式为______；（用题中字母表示，设重力加速度为g）。

(3)在实验过程中，多次改变h，重复实验，这样做可以______；
A．减小偶然误差
B．减小系统误差
C．使实验结论更具有普遍性
(4)实验中发现动能增加量△E k总是稍小于重力势能减少量△E P，增加下落高度后，则△E P-△E k将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

四、解答题
13．如图所示，间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻，阻值为R，两质量均为m的导体棒ab 和cd垂直放置在导轨上，两导体棒电阻均为R，棒与导轨间动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。

现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动，当棒ab匀速运动时，棒cd恰要开始滑动，从开始运动到匀速的过程中流过棒ab的电荷量为q，(重力加速度为g)求：
(1)棒ab匀速运动的速度大小；
(2)棒ab从开始运动到匀速运动所经历的时间是多少？
(3)棒ab从开始运动到匀速的过程中棒ab产生的焦耳热是多少？
14．如图所示，水面下方有一点光源S，水面上有一艘船，船的最左端到光源的水平距离为l。

已知从距船处的水面射出的光线恰好照亮船头标志物A，此光束到达A之前在水中和空气中传播的时间之比为2:1。

若船右移，则水面恰好出现完整的圆形透光区域，不考虑光线的多次反射。

求：
(i)水的折射率；
(ii)标志物A到水面的高度h。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A B D C C D
二、多项选择题
7．BDE
8．BDE
9．AC
10．CD
三、实验题
11．8 0.576 9.6
12． gh= A 增大
四、解答题
13．（1）（2）（3）14．(i) ；(ii)
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，游乐场中有一半球形的碗状装置固定在水平地面上，装置的内半径为R，在其内表面有一个小孩(可视为质点)从底部向上爬行，小孩与内表面之间的动摩擦因数为0.75，设小孩所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩沿该装置缓慢向上爬行的最大高度是
A．0.2R B．0.25R C．0.75R D．0.8R
2．如图所示，斜面c上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体及斜面均处于静止状态。

下列说法正确的是
A．c受到地面的摩擦力向左
B．a、b两物体的受力个数一定相同
C．a、b两物体对斜面的压力相同
D．当逐渐增大拉力F时，物体b受到斜面的摩擦力一定逐渐增大
3．如图为近日曝光的摩拜共享电动单车，与普通电动车不同的是，摩拜共享电动自行车采用“共享充电宝+自行车的方式”，其电池与普通充电宝类似，容量为20000mAH，输入、输出电压均为10V，输入电流为8A，输出电流为15A，可以支持驱动人和单车行驶10公里左右。

已知成人在平路上骑自行车所受阻力约为20N，则( )
A．该单车电池最多储存电能7.2×104J
B．该单车电池充电时，从零电量充至满电量大约需要5h
C．该单车电池电能的有效利用率约为27.8%
D．成人在平路上骑自行车时，每秒钟平均消耗的电能约20J左右
4．下列判断不正确的是
A．用弧光灯照射锌板后打出的粒子可以在电场中运动而保持动能不变
B．若只受洛伦茲力，静止的原子核发生a衰变，新核在匀强磁场中一定做匀速圆周运动
C．用光照射静止的氦核分解成质子和中子，光子的能量必须不小于氦核的结合能
D．处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后核外电子动能减少
5．一个小球由静止开始沿斜面下滑，经3 s进入一个水平面，再经6 s停下，斜面与水平面交接处的能量损失不计，则小球在斜面上和水平面上运动的位移大小之比是( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶1
6．甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，在t＝0 时刻，乙车在甲车前方50 m处，它们的v－t 图象如图所示，下列对汽车运动情况的描述正确的是
A．在第30 s末，甲、乙两车相距100 m
B．甲车先做匀速运动再做反向匀减速运动
C．在第20 s末，甲、乙两车的加速度大小相等
D．在整个运动过程中，甲、乙两车可以相遇两次
二、多项选择题
7．如图所示，由两束单色光组成的复合光垂直半球形玻璃砖平面射入，在圆弧处发生折射与全反射，折射光为单色光b，则下列说法正确的是______．
A．两束单色光从空气进入玻璃中，频率均变小
B．光线c一定是a的全反射光线
C．该玻璃砖对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大
D．单色光a在玻璃砖中的传播速度比单色光b在玻璃砖中传播速度小
E．让两束单色光分別通过同一双缝干涉实验装置，单色光a得到的干涉条纹间距小
8．如图所示，一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端向上做匀加速直线运动。

若斜面足够长，表面光滑，倾角为θ。

经时间t，恒力F做功20J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，且回到出发点时的速度大小为v，若以地面为重力势能的零势能面，则下列说法中正确的是
A．物体回到出发点时的机械能是20J
B．在撤去力F前的瞬时，力F的功率大小是2 mgvsinθ/3
C．在撤去力F前的瞬时，力F的功率大小是4 mgvsinθ/3
D．在此运动过程中物体动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的上方，物体的机械能先增加后减少9．质量为m的汽车在平直公路上行驶，发动机的功率P和汽车受到的阻力f均恒定不变，在时间t内，汽车的速度由v0增加到最大速度v m，汽车前进的距离为s，则此段时间内发动机所做的功W可表示为（）A．W=Pt B．W= fs
C．D．
10．如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电油滴，在平行于纸面的匀强电场中斜向右下方做直线运动，其轨迹与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列判断可能正确的是
A．电场强度的最小值等于
B．电场强度的最大值等于
C．带电油滴的机械能增加
D．电场力对带电油滴不做功
三、实验题
11．平潭岚华中学的一位同学设计了一台玩具车，其内部结构的简化电路图如图所示．已知电源电动势
E=12 V，内阻r =l Ω，电路中定值电阻R=4 Ω，当闭合电键S电路稳定时，电路中标有“3 V，3W”的灯泡L和线圈电阻R D= 0．4Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作。

求：
（1）电路中的电流大小；
（2）电动机的额定电压；
（3）电动机的输出功率；
12．如图是示波管的示意图，竖直偏转电极的极板长l＝4 cm，板间距离d＝1 cm.板右端距离荧光屏L＝18 cm(水平偏转电极上不加电压，没有画出)．电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s，电子电荷量e＝1.60×10－19 C，质量m＝0.91×10－30 kg.
(1)要使电子束不打在偏转电极的极板上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？
(2)若在偏转电极上加40 V的电压，在荧光屏的竖直坐标轴上看到的光点距屏的中心点多远？
四、解答题
13．一平板车（上表面水平）固定在水平地面上，其右端恰好与竖直平面内的光滑半圆弧轨道的底端平滑连接，同时右端放置两个质量均为m、可视为质点的紧挨着的物体A、B，现在在它们之间放少量炸药。

开始时A、B两物体静止，点燃炸药让其爆炸，物体B向右运动，恰能到达半圆弧的最高点；物体A沿平板车表面向左做直线运动，最后从车上掉下，落地点到平板车左端的水平距离为s。

已知平板车上表面离地面的高度为h，开始时A到平板车左端的距离为l，物体A与平板车之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。

求：
（1）物体A离开平板车时的速度大小
（2）圆弧的半径
14．一热气球体积为 V，内部充有温度为 T a的热空气，气球外冷空气的温度为 T b．已知空气在 1 个大气压、温度为 T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g．
（i）求该热气球所受浮力的大小；
（ii）求该热气球内空气所受的重力；
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6 答案 A C C B B D
二、多项选择题
7．CDE
8．AB
9．AC
10．CD
三、实验题
11．(1)1A；(2)4V；(3)3.6W 12．（1）91V（2）2.2cm
四、解答题
13．（1）（2）14．(i) (ii)。