做圆周运动的条件与受力分析

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1、天一教育增城校区---关爱成长每一天www.tianyiedu.net天一教育教学教案学生姓名学科物理年级高一老师姓名教材版本人教版填写时间阶段第（3）周观察期□维护期□课时计划课题名称圆周运动上课时间教学目标同步教学知识内容圆周运动个性化学习问题解决做圆周运动的条件与受力分析教学重点做圆周运动的条件与受力分析教学难点做圆周运动的条件与受力分析本教案总共（13）页以下是课后填写：本节课教学计划完成情况：照常完成□提前完成□延迟完成□学习的接受程度：完全接受□部分接受□不能接受□学习上次的作业完成情况：数量%完成质量分存在问题：学生的课堂表

2、现：非常积极□比较积极□一般积极□不积极□配合需求：家长意见或建议：家长签名：本节点评：-14-专注孩子个性化成长事业!增城市荔乡路72号5楼咨询热线：020-32823928（天一教育增城校区---关爱成长每一天www.tianyiedu.net教学过程第二章圆周运动（一）基础知识1.匀速圆周运动的基本概念和公式（1）线速度大小，方向沿圆周的切线方向，时刻变化；（2）角速度，恒定不变量；（3）周期与频率；（4）向心力，总指向圆心，时刻变化，向心加速度，方向与向心力相同；（5）线速度与角速度的关系为，、、、的关系为。所以在、、中若一个量确

3、定，其余两个量也就确定了，而还和有关。2.质点做匀速圆周运动的条件（1）具有一定的速度；（2）受到的合力（向心力）大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力（向心力）与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。3.向心力有关说明-14-专注孩子个性化成长事业!增城市荔乡路72号5楼咨询热线：020-32823928（天一教育增城校区---关爱成长每一天www.tianyiedu.net向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力，或者某一个力的某个分力，只要其效果是使物体做圆周运动的，都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体，向心力就是

4、物体所受的合力，总是指向圆心；做变速圆周运动的物体，向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力，合外力的另一个分力沿着圆周的切线，使速度大小改变，所以向心力不一定是物体所受的合外力。（二）解决圆周运动问题的步骤1.确定研究对象；2.确定圆心、半径、向心加速度方向；3.进行受力分析，将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向；4.根据向心力公式，列牛顿第二定律方程求解。基本规律：径向合外力提供向心力（三）常见问题及处理要点1.皮带传动问题例1：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

5、，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点的向心加速度大小相等-14-专注孩子个性化成长事业!增城市荔乡路72号5楼咨询热线：020-32823928（天一教育增城校区---关爱成长每一天www.tianyiedu.net解析：皮带不打滑，故a、c两点线速度相等，选C；c点、b点在同一轮轴上角速度相等，半径不同，由，b点与c点线速度不相等，故a与b线速

6、度不等，A错；同样可判定a与c角速度不同，即a与b角速度不同，B错；设a点的线速度为，则a点向心加速度，由，，所以，故，D正确。本题正确答案C、D。点评：处理皮带问题的要点为：皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等，同一轮上各点的角速度相同。2.水平面内的圆周运动转盘：物体在转盘上随转盘一起做匀速圆周运动，物体与转盘间分无绳和有绳两种情况。无绳时由静摩擦力提供向心力；有绳要考虑临界条件。例1：如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）。物体和转盘间的最大静摩

7、擦力是其正压力的倍。求：（1）当转盘的角速度时，细绳的拉力。（2）当转盘的角速度时，细绳的拉力。-14-专注孩子个性化成长事业!增城市荔乡路72号5楼咨询热线：020-32823928（天一教育增城校区---关爱成长每一天www.tianyiedu.net解析：设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为，则，解得（1）因为，所以物体所需向心力小于物与盘间的最大摩擦力，则物与盘产生的摩擦力还未达到最大静摩擦力，细绳的拉力仍为0，即。（2）因为，所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力，则细绳将对物体施加拉力，由牛顿第二定

8、律得，解得。点评：当转盘转动角速度时，物体有绳相连和无绳连接是一样的，此时物体做圆周运动的向心力是由物体与圆台间的静摩擦力提供的，求出。可见，是物体相对圆台运动的临界值，这个最大角速度与物体的