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圆周运动讲义(教师逐字稿)
课程简介:PPT(第 1 页):同学好,我们又见面了,上次课讲的内容巩
固好了么,要是感觉有什么问题,可以课后和我联系,我们今天的内
容是关于圆周运动的相关概念和知识点,让我们来一起看一下。
PPT(第 2 页):圆周运动部分是必修 2 的重点内容,主要内容:
1、通过实例,理解圆周运动的快慢;
2、通过比较,理解圆周运动中各物理量之间的关系;
3、通过拓展阅读,体会三种传动方式中各物理量间的关系与应用。
PPT(第 3 页):我们看一下目录,还是老样子,梳理知识体系和解决经
典问题实例。
PPT(第 4 页):我们先来看一下知识体系的梳理部分。
PPT(第 5 页):这是我们关于圆周运动的总框架,知识点部分包括:
匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度,匀速圆周运动的向心
力,离心现象。
考点包括:圆周运动中的运动学分析、圆周运动中的动力学分析和圆
周运动的实例分析。
PPT(第 6 页):OK,我们先说一下匀速圆周运动、角速度、线速度、
向心加速度。
1.匀速圆周运动
(1)定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长相等,
就是匀速圆周运动。
(2)特点:加速度大小不变 ,方向始终指向圆心 ,是变加速运动。(3)条件:合外力大小不变 、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
2.描述匀速圆周运动的物理量
定义、意义 公式、单位
Δs 2πr
描述做圆周运动的物体运动
线速度
(1)v= =
Δt T
快慢的物理量(v)
(2)单位:m/s
Δθ 2π
描述物体绕圆心转动快慢的
角速度
(1)ω= =
Δt T
物理量(ω)
(2)单位:rad/s
2πr 2π
(1)T= =
物体
,单位:s
周期 沿圆
v ω
周运
动一
1
圈的
(2)f= ,单位:Hz
时间
T
(T)
(1)描述速度方向变化快慢
v
向心
2
的物理量(a ) (1)a= =ω 2r
n n
加速度 r
(2)方向指向圆心
(2)单位:m/s
2
PPT(第 7 页):再看一下接下来的内容-向心力:
1.作用效果:向心力产生向心加速度,只改变速度的方向 ,不改变速
度的大小 。
v 4π
2 2
2.大小:F=m = mω r=mωv=4π
2
2r =m 2mf2r。
r T
3.方向:始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力。
4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力 提供,还可以由一个力的分力提供。
PPT(第 8 页):好,我们再来看看离心现象。
1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆
周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。
2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方
向 飞出去的趋势。
3.受力特点
当 F=mω2 r 时,物体做匀速圆周运动;
当 F=0 时,物体沿切线方向飞出;
当 F<mω2 r 时,物体逐渐远离圆心,F 为实际提供的向心力,如图所
示。
PPT(第 9 页):接下来看一下相关考点,主要考点内容包括:圆周运
动中的运动学分析、圆周运动中的动力学分析、圆周运动的实例分析。
先看一下考点一-圆周运动中的运动学分析
1.对公式 v=ωr 的理解
当 r 一定时,v 与ω成正比;
当ω一定时,v 与 r 成正比;
当 v 一定时,ω与 r 成反比。
v
2
2.对 a= =ω2r=ωv 的理解
r
在 v 一定时,a 与 r 成反比;在ω一定时,a 与 r 成正比。PPT(第 10 页):再看一下动力学分析。
1.向心力的来源
向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种
力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避
免再另外添加一个向心力。
2.向心力的确定
(1)确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置。
(2)分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力
就是向心力。
PPT(第 11 页):再看一下接下来的内容-圆周运动的实例分析
如图所示为凹形桥模型。当汽车通过凹形
概述
v
桥的最低点时,向心力 F
2
=F-mg=m
向 N
r
v
2
规律 桥对车的支持力 F =mg+m >mg,汽车
N
处
r
于超重状态
如图所示为拱形桥模型。当汽车通过拱形
概述
v
桥的最高点时,向心力 F
2
=mg-F=m
向 N
r
v
2
桥对车的支持力 F =mg-m <mg,汽车处
N
r
规律
于失重状态。若 v= gr,则 F=0,汽车
N
将脱离桥面做平抛运动2.火车转弯问题
如图所示,火车转弯轨道,外高内低。火车
转弯时,设转弯半径为 r,
概述 v
若 F
2
=mgtanθ=m ,车轮与内、外侧轨道
向
r
无作用力,即 v= grtan θ
当火车转弯时,若 v> grtan θ,则火车车
规律 轮对外侧轨道有作用力,若 v< grtan θ,
火车车轮对内侧轨道有作用力
PPT(第 12 页):这是我们的总图,因为图片有点大,可以下载原图来
进行研究。
PPT(第 13 页):接下来我们来一起看一下经典题型部分,注意我们在
梳理过程中,也应该就将我们经常遇到的经典知识点也梳理上去,这
样才能既梳理巩固清楚知识体系,也能清楚出题目的方向。
PPT(第 14—15 页):第 1 题和答案。
PPT(第 16—17 页):第 2 题和答案。
PPT(第 18—19 页):第 3 题和答案。
PPT(第 20—21 页):第 4 题和答案。
PPT(第 22 页):回顾落实。看完视频题目后,有没有学会如何运用知
识体系来解题?我们再次总结一下梳理知识体系的重要性吧。
PPT(第 23 页):再来回顾下我们的要点:
7 个概念——线速度、角速度、向心加速度、向心力、周期、频率、
转速3 种运动——圆周运动、离心运动、近心运动
2 种模型——匀速圆周运动模型、汽车过桥模型
1 种方法——解决圆周运动问题的基本方法
在这中间我们有些小小的提醒:
2πr
3 组公式——①v=ωr= =2πfr;
T
v 4π2r
2
②a= =4π2f2r;
n 2
=ω2r=ωv= r
T
v 4π
2r
2
③F=m 2r=m
n
=mω =mωv=m4π2f2r
r T
2
PPT(第 24 页):课后作业布置,请认真完成我们准备的题目,因为对
应的题型可以充分的对咱们学习内容进行很好的巩固和加强,所有题
目难度不是太大,但是是对所学内容非常好的融汇与渗透,也是对学
习效果非常好的检验。在解答过程中一定要仔细哦。
PPT(第 25 页):谢谢同学,我们下次再见!