滬科版必修二2.1《怎樣描述圓周運動》WORD教案02.doc

《滬科版必修二2.1《怎樣描述圓周運動》WORD教案02.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、《怎樣描述圓周運動》習(xí)題課教案教學(xué)目標(biāo)：1、圓周運動的臨界問題2、“質(zhì)點做勻速圓周運動”與“物體繞固定軸做勻速轉(zhuǎn)動”的區(qū)別與聯(lián)系3、求解范圍類極值問題，應(yīng)注意分析兩個極端狀態(tài)，以確定變化范圍重點：圓周運動的臨界問題難點：求解范圍類極值問題，應(yīng)注意分析兩個極端狀態(tài)，以確定變化范圍[來源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]知識簡析一、圓周運動的臨界問題1.圓周運動中的臨界問題的分析方法[來源:學(xué)+科+網(wǎng)Z+X+X+K]首先明確物理過程，對研究對象進行正確的受力分析，然后確定向心力，根據(jù)向心力公式列出方程，由方程中的某個力的變化與速度變化的對應(yīng)關(guān)系，從而分析找到臨界值．2.特例（1）如圖所示，沒有物體支撐的小球，

2、在豎直平面做圓周運動過最高點的情況：注意：繩對小球只能產(chǎn)生沿繩收縮方向的拉力①臨界條件：繩子或軌道對小球沒有力的作用：mg=mv2/R→v臨界=（可理解為恰好轉(zhuǎn)過或恰好轉(zhuǎn)不過的速度）注意：如果小球帶電，且空間存在電、磁場時，臨界條件應(yīng)是小球重力、電場力和洛倫茲力的合力作為向心力，此時臨界速度V臨≠②能過最高點的條件：v≥，當(dāng)V＞時，繩對球產(chǎn)生拉力，軌道對球產(chǎn)生壓力．③不能過最高點的條件：V＜V臨界（實際上球還沒到最高點時就脫離了軌道）（2）如圖（a）的球過最高點時，輕質(zhì)桿（管）對球產(chǎn)生的彈力情況：注意：桿與繩不同，桿對球既能產(chǎn)生拉力，也能對球產(chǎn)生支持力．①當(dāng)v＝0時，N＝mg（N為支持力）

3、②當(dāng)0＜v＜時，N隨v增大而減小，且mg＞N＞0，N為支持力．③當(dāng)v=時，N＝0①當(dāng)v＞時，N為拉力，N隨v的增大而增大（此時N為拉力，方向指向圓心）注意：管壁支撐情況與桿子一樣若是圖（b）的小球，此時將脫離軌道做平拋運動．因為軌道對小球不能產(chǎn)生拉力．注意：如果小球帶電，且空間存在電場或磁場時，臨界條件應(yīng)是小球所受重力、電場力和洛侖茲力的合力等于向心力，此時臨界速度。要具體問題具體分析，但分析方法是相同的。二.“質(zhì)點做勻速圓周運動”與“物體繞固定軸做勻速轉(zhuǎn)動”的區(qū)別與聯(lián)系（1)質(zhì)點做勻速圓周運動是在外力作用下的運動，所以質(zhì)點在做變速運動，處于非平衡狀態(tài)。(2）物體繞固定軸做勻速轉(zhuǎn)動是指物體

4、處于力矩平衡的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。對于物體上不在轉(zhuǎn)動軸上的任意微小質(zhì)量團（可說成質(zhì)點），則均在做勻速圓周運動。規(guī)律方法1.圃周運動中臨界問題分析，應(yīng)首先考慮達到臨界條件時物體所處的狀態(tài)，然后分析該狀態(tài)下物體的受力特點．結(jié)合圓周運動的知識，列出相應(yīng)的動力學(xué)方程OO/R【例1】在圖中，一粗糙水平圓盤可繞過中心軸OO/旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)將輕質(zhì)彈簧的一端固定在圓盤中心，另一端系住一個質(zhì)量為m的物塊A，設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k，彈簧原長為L。將物塊置于離圓心R處，R＞L，圓盤不動，物塊保持靜止?，F(xiàn)使圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動，并使轉(zhuǎn)速ω逐漸增大，物塊A相對圓盤始終未惰動。當(dāng)ω增大到時，物塊A是否受到圓盤的靜摩擦力，如果受到靜摩擦力，

5、試確定其方向。【解析］對物塊A，設(shè)其所受靜摩擦力為零時的臨界角度為ω0，此時向心力僅為彈簧彈力；若ω＞ω0，則需要較大的向心力，故需添加指向圓心的靜摩擦力；若ω＜ω0，則需要較小的向心力，物體受到的靜摩擦力必背離圓心。依向心力公式有mω02R=k(R－L)，所以，故時,得ω＞ω0?？梢娢飰K所受靜摩擦力指向圓心?！纠?】如圖16所示，游樂列車由許多節(jié)車廂組成。列車全長為L，圓形軌道半徑為R，（R遠大于一節(jié)車廂的高度h和長度l，但L>2πR）.已知列車的車輪是卡在導(dǎo)軌上的光滑槽中只能使列車沿著圓周運動而不能脫軌。試問：列車在水平軌道上應(yīng)具有多大初速度V0，才能使列車通過圓形軌道？V0R分析與解

6、：列車開上圓軌道時速度開始減慢，當(dāng)整個圓軌道上都擠滿了一節(jié)節(jié)車廂時，列車速度達到最小值V，此最小速度一直保持到最后一節(jié)車廂進入圓軌道，然后列車開始加速。由于軌道光滑，列車機械能守恒，設(shè)單位長列車的質(zhì)量為m，則有：Em，qL·O要使列車能通過圓形軌道，則必有V>0,解得。【例3】如圖所示，細繩長為L，一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，置于電場強度為E的勻強電場中，欲使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球至最高點時速度應(yīng)該是多大？解析：小球至最高點時能以L為半徑做圓周運動，所需向心力最小時繩子無拉力，則Mg＋Eq=mv02/L，得，故小球在豎直平面內(nèi)能夠做圓周運動時，小球至最

7、高點的速度[來源:學(xué).科.網(wǎng)Z.X.X.K]拓展：該題中物理最高點與幾何最高點是重合的，物理最高點是在豎直平面內(nèi)做圓周運動的物體在該點勢能最大，動能最小，若把該題中的電場變?yōu)樗较蛴遥鐖D，當(dāng)金屬球在環(huán)內(nèi)做圓周運動時，則物理最高點為A點，物理最低點為B點，而幾何最高點為C點，幾何最低點為D點（這種情況下，兩個最高點已不再重合，兩個最低點也不再重合）．A處速度的最小值（臨界速度）應(yīng)滿足：思考：物體恰能到達幾何最高點時，繩的