圆周运动实例分析
圆周运动实例分析说课稿人教课标版(优秀教案)
《圆周运动实例分析》说课稿各位评委：下午好！我叫，来自。
今天我说课的课题是《圆周运动实例分析》。
下面我将围绕本节课“教什么”、“怎样教”以及“为什么这样教”三个问题，从教材分析、教学目标分析、教学重难点分析、教法与学法、课堂设计五方面逐一加以分析和说明。
一、教材分析（一）教材的地位和作用《圆周运动实例分析》是人教社物理必修二第五章第八节的内容——生活中的圆周运动。
本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课，通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用，使学生深入理解圆周运动规律，并且结合日常生活中的某些生活体验，加深物理知识在头脑中的印象。
（二）学情分析学生已具备圆周运动、向心力等基础知识，但与实际联系不紧密，理解不够深入。
另外，探究实际问题的能力有待提高。
（三）教材处理教材中的“火车转弯”与“汽车过拱桥”根据学生接受的难易程度,顺序作了对调，并把最后一部分“离心运动”放到下一节课处理。
（四）教学内容本节课主要内容为圆周运动与实际生活相结合的应用讲解，包括汽车过拱桥和火车转弯。
二、教学目标分析根据高中新课程总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生的终身发展需求）的要求和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）、本节教材的特点（思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性融会一体）和所教学生的学习基础（知识结构、思维结构和认知结构），本节课的教学目标为：知识与技能：（1）能定性分析火车转弯时外轨比内轨高的原因。
（2）能定量分析汽车过拱形桥时汽车对桥面的压力。
过程与方法：（1）学会分析圆周运动方法，掌握运用第二定律分析向心力的方法。
（2）能从日常生活中发现与圆周运动有关的知识，并能用所学知识去解决发现的问题。
情感、态度与价值观：（）通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活的意识。
（）体会圆周运动的奥妙，培养学生学习物理知识的求知欲。
三、重难点分析重点：分析具体问题中向心力的来源。
圆周运动实例分析(教科版)
B．为了使火车转弯时的向心力由重力和铁轨对车的弹 力的合力提供
C．以防列车倾倒造成翻车事故 D．为了减小火车轮缘与外轨的压力
大家好
23
（4）设计时速
h
N
h是内外轨高度差，
L是轨距
L
Fn
注意这时的向心 力是水平的
G
Fn=mgtanα≈mgsinα=mgh/L
解 若火车在转弯时不与轨道挤压，火车所受的重力和轨道对
火车的支持力的合力提供向心力. 由牛顿第二定律 mgtan α＝mv2
R 解得 tan α＝ v2 ≈0.136
Rg 由于 tan α很小，可以近似认为 sin α＝tan α 所以内外轨高度差
h＝dsin α＝1.435×0.136 m≈0.195 m
大家好
36
黄 石 长 江 大 桥
大家好
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汽车处于失重状态 N
m gNmv2 Nm gmv2mg
R
R
随V的增大，N如何变化？ N逐渐减少
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 N度 0
当V=0 N=mg 当 时0v gR时汽车在桥面上 对运 桥动 面， 有压
当v gR时汽车离开大桥家好面做平 运抛 动
大家好
4
水平面内的匀速圆周运动
大家好
5
一、水平面内匀速圆周运动
1、圆锥摆：
2、转盘问题 ：
3、火车转弯：
4、汽车转弯：
5、飞机在空中盘旋：
大家好
6
1、单线摆
小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求
O‘
圆周运动的实例分析
圆周运动的实例分析圆周运动是指物体在固定圆周上做匀速旋转的运动。
它在生活中有着广泛的应用，例如车轮的旋转、地球绕太阳的公转等。
本文将通过分析两个具体实例来说明圆周运动的特点和应用。
实例一：车轮的旋转当车辆行驶时，车轮就会以一个轴为中心进行匀速旋转，这就是典型的圆周运动。
车轮的旋转不仅能够驱动车辆前进，还可以改变行驶方向。
根据牛顿第一定律，车轮受到的作用力与向心加速度成正比。
当车辆加速时，作用力增加，车轮的旋转速度也会增加，从而使车辆更快地行驶。
相反，当车辆减速或停止时，车轮的旋转速度也会相应减小或停止。
这种以车轮为例的圆周运动，为我们提供了便利的交通工具。
实例二：地球绕太阳的公转地球围绕太阳做匀速的圆周运动，这就是地球的公转。
这种公转使地球维持着相对稳定的轨道，保持了恒定的距离和倾斜角度，从而使我们能够有四季的交替和昼夜的变化。
地球公转的轨迹是一个近似于椭圆的轨道，太阳位于椭圆焦点之一。
地球公转的周期是365.24天，也就是一年的长度。
这个周期的长短决定了季节的变化和地球上生物的繁衍。
除了以上两个实例，圆周运动还广泛应用于其他领域。
例如，在工程中，我们常常需要使用电机来驱动各种设备的旋转，如风扇、洗衣机等。
这些旋转运动都是圆周运动的实例。
在体育竞技中，篮球、足球等球类运动都有着明显的圆周运动特点。
球员的投篮和射门都需要进行准确的角度和力度的控制，以确保球能够按照预定的轨道运动。
总之，圆周运动在我们的生活中随处可见，它是物体在固定圆周上做匀速旋转的运动。
不仅在自然界中存在着典型的实例，如车轮的旋转和地球的公转，而且在我们的日常生活和工程技术中也广泛应用。
圆周运动的特点和应用使得我们的生活更加便利、丰富多样，并为科学研究和技术发展提供了基础。
高一物理圆周运动实例分析试题答案及解析
高一物理圆周运动实例分析试题答案及解析1.如图所示，一圆筒绕其中心轴匀速转动，圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，相对筒无滑动，物体所受向心力是（）A．筒壁对物体的弹力B．物体的重力C．筒壁对物体的静摩擦力D．物体所受重力与弹力的合力【答案】A【解析】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图所示其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N即弹力提供向心力，A正确【考点】考查了向心力2.如图，汽车过桥可近似看做圆周运动，当汽车以一定的速度通过拱桥顶点时向心力由重力和支持力的合力提供，关于两个力的关系正确的是A．N>G B．N<G C．N=G D．无法确定【答案】B【解析】汽车过拱桥顶时重力和支持力的合力充当向心力，方向竖直向下，根据牛顿第二定律可得：，故解得，所以，B正确。
【考点】考查了牛顿第二定律，向心力公式3.如图所示，汽车以受到v通过一弧形的拱桥顶端时，关于汽车受力的说法中正确（）A．汽车的向心力就是它所受的重力B．汽车所受的重力与支持力的合力提供向心力，方向指向圆心C．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D．以上说法均不正确【答案】B【解析】汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，重力和支持力的合力提供向心力，方向指向圆心，故A错误，B正确；汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力作用，不受向心力，故CD错误；【考点】考查了圆周运动实例分析4.套着弹簧与小球P的粗糙细杆固定在如图所示的装置上，弹簧的一端固定在装置的A点，另一端连接一质量为m的小球P，当整个装置静止时，弹簧处于拉伸状态，小球P离A点的距离为4L，离B点的距离为2L，那么当整个装置绕竖直中心轴以角速度ω匀速转动时，下列说法正确的是（）A．小球P一定会更靠近B点B．小球P可能相对B点距离不变C．小球P受到的合力可能为D．小球受到的静摩擦力一定变小【答案】BC【解析】由题意知AB之间距离为6L，则OB=3L，则OP=3L-2L=L，若，则小球P相对B点距离不变，小球P受到的合力为；若小球转动的角速度比较大，则小球需要的向心力较大，可能会受到向左的较大的静摩擦力，因此小球受到的静摩擦力不一定变小，所以正确选项为B、C。
匀速圆周运动的实例分析
对离心运动的进一步理解 当F=mω2r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＜mω2r时，物体逐渐远离圆心 当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心
离心的条件：做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力．
离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象
02
离心现象的本质是物体惯性的表现
B
２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：( ) a、增大汽车转弯时的速度 b、减小汽车转弯时的速度 c、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c
要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？
？问题一：
A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
B、减小合外力或使其消失
三、离心运动的防止：
υ υ r 2 F 汽车
？问题二：
要防止离心现象发生，该怎么办？ 减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小 增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力
巩固练习：
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
1、下列说法正确的是 ( )
3、下列说法中错误的有：（ ） A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速 D、离心水泵利用了离心运动的原理
圆周运动实例分析(圆锥摆类问题)
整理得： 由几何关系有：
③
④
《课时跟踪检测》P77
（8）
(多选)如图，一根细线下端拴一个金属小球P，细 线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面 上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。 现使小球在一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动 (图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止。 则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是 ( ) A．小球P运动的周期变大 B．小球P运动的线速度变大 C．小球P运动的角速度变大 D．Q受到桌面的支持力变大
1.火车在水平弯道转弯
N
●
2.倾斜弯道转弯
N
051201铁路弯道内外轨高度差.asf
F
G
●
●
h
L
G
θ
01
问题：火车水平轨道转弯
向心力来源？ 动力学方程？ ①
问题：
当火车转弯速度： ①火车运动轨迹的圆心 ① v > v0 时 是 0 2点？ （1 ）内外轨道高度差 h ② v < v0 时 ②车轮刚好与内外轨道没 2 / gr h = L v 0 有挤压时，向心力来源？火 车的速度v0=？
N A．h 越高，摩托车对侧壁 的压力将越大 B．h 越高，摩托车做圆周 G 运动的向心力将越大 C．h 越高，摩托车做圆周运动的周期将越小 D．h 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
-----圆锥摆模型 建立物理模型：
P31 图2-3-2 旋转秋千 L
θ
y
T
h
●
x O
G
动力学方程：
现象观察：？
匀速圆周运动的实例分析
匀速圆周运动的实例分析运动是物理学研究的重要方向，其中圆周运动，作为一种常见的运动形式，被广泛应用于各种物理学问题的研究中。
匀速圆周运动是指物体在圆周运动过程中，以恒定的速度绕圆周做匀速运动。
本文将通过实例分析，介绍匀速圆周运动的相关概念和实际应用。
1.实例分析假设有一质点在平面内绕一个半径为R的圆做匀速圆周运动，其速率为v。
我们来分析一下这个运动的相关物理量。
首先，介绍一下圆周运动的基本概念。
我们用质点做匀速圆周运动时，最基本的两个物理量是圆周运动的角速度ω和线速度v，它们之间的关系是：v = Rω。
圆周运动的周期T和频率f分别满足：T =2πR/v，f=1/T。
其次，我们来分析一些关于匀速圆周运动的性质。
在匀速圆周运动中，物体所受到的合力方向始终指向圆心，称为向心力；而切向速度始终保持不变，称为切向速度。
向心力的大小为F = mv²/R，其中m为物体质量。
顺便提一下，由于向心力的方向总是指向圆心，故物体的运动轨迹是一个圆形或弧形。
接下来，我们来看一个具体的实例，来更加深入地理解匀速圆周运动的相关概念。
2.实际应用例如，一个人手中握着一只小球，做匀速圆周运动，可以模拟地球绕太阳做的匀速圆周运动。
我们来计算一下这个小球的相关物理量。
假设这个小球的质量为m，半径为R，匀速圆周运动的速度为v。
根据向心力的定义，我们可以列出这个小球所受到的向心力的公式：F = mv²/R。
接下来，我们用圆周运动的角速度ω和线速度v，来表示小球的向心力F。
由于v = Rω，所以ω = v/R。
将ω代入向心力的公式中，可以得到：F = mω²R。
在这个例子中，我们可以用向心力的公式，计算出这个小球所受到的向心力。
当然，我们也可以通过小球的运动轨迹计算出小球所受到的向心力。
这个小球做匀速圆周运动时，其运动轨迹是一个圆形或弧形，因此我们可以用圆的相关公式计算出小球的向心力。
除此之外，对于圆周运动，还有许多其他的实际应用。
圆周运动的实例分析
若G=mv2/r， 杆（环）对球无作用力，重力提供向心力
若G<mv2/r， 杆（环）对球有拉力，F向=F合=G+F拉
若G>mv2/r， 杆（环）对球有支持力， F向=F合=G - FN
过山车：
计算通过最高点的安全线速度 与绳拉小球类似 F合=G+FN F向=mv2/r
FN=mv2/r - G
当G=mv2/r时， FN=0，球刚好 通过最高点
构造：
• 火车转弯
受力分析： 重力和支持力平衡
牵引力和阻力平衡
向心力由铁轨对轮 缘的挤压力提供
F
向
• 火车转弯
设计： 向心力由重力和支持力的合力提供
F合=mgtan θ
F向= mv02/r
V0为火车的设计时速
当V= V0 时，F合=F向 当V> V0 时，F合<F向 当V< V0 时，F合>F向
汽车过拱桥：
分析受力： 重力、桥对车的支持力
向心力方向： 指向拱形桥所在圆 的圆心
向心力： 汽车重力和桥对车的支 持力的合力
F合=F向
汽车过拱桥：
过拱形桥的最高点：
F合=G - FN 由：F合=F向 F向=mv2/r 得：G – FN=mv2/r
FN=G – mv2/r
（FN<G）
过凹形桥的最低点：
六、匀速圆周运动的实例分析
1、水平面上的匀速圆周运动
2、竖直面上的圆周运动
• 光滑水平面上匀速圆周运动的小球
分析受力： 重力、支持力和绳的拉力 向心力方向：指向圆心 向心力： 三个力的合力 重力和支持力平衡
F向=F合=F拉
• 静止在匀速圆周运动圆盘上的木 块
分析受力： 重力、支持力和静摩擦力 向心力方向：指向圆心 向心力： 三个力的合力 重力和支持力平衡
圆周运动实例分析的全面分析
圆周运动实例分析的全面分析圆周运动指的是物体沿着一条固定半径的圆周路径进行运动。
在物理学中，圆周运动是一种常见的运动形式，涉及到转速、角度、力的作用等多个因素。
下面我们将以钟摆和行星绕太阳的运动为例，对圆周运动的全面分析进行说明。
一、钟摆的圆周运动钟摆是一种简单的圆周运动示例，其中重物连接到一个固定点，并通过绳子或杆支撑。
钟摆的运动是一个反复来回摆动的运动，具体分析如下：1.转速：钟摆的转速指的是摆动的快慢程度，可以通过摆动的周期来衡量。
周期定义为钟摆从一个极端位置运动到另一个极端位置所需的时间。
转速与摆动的周期成反比，即转速越大，周期越短。
2.角度：钟摆的运动可以通过摆角来描述，摆角是摆锤与竖直方向的夹角。
在理想情况下，钟摆的摆角保持不变。
当摆角小于摆锤所能达到的最大角度时，钟摆会产生稳定的圆周运动。
3.力的作用：钟摆的圆周运动由重力产生的恢复力驱动。
当钟摆从最高点开始运动时，它受到重力的作用而加速下降。
在达到最底点后，重力会使钟摆发生反向运动，并且带有一定缓冲，然后又开始往返。
这是一个周期性的过程，重力提供了必要的力来维持钟摆的圆周运动。
二、行星绕太阳的圆周运动行星绕太阳的运动是一个更加复杂的圆周运动示例，涉及到引力、转动力矩等因素。
具体分析如下：1.引力：行星绕太阳的圆周运动是由太阳的引力驱动的。
根据开普勒定律，行星和太阳之间的引力使行星沿椭圆形轨道运动。
当行星沿着椭圆的一条较短的轴运动时，其速度较快；而当行星沿着较长轴运动时，速度较慢。
2.动量守恒：根据角动量守恒定律，行星绕太阳的圆周运动可以通过转动力矩来描述。
行星的角动量保持不变，因此在运动过程中，行星围绕太阳的速度和轨道半径成反比。
当行星靠近太阳时，速度增加，而当行星离太阳较远时，速度减小。
3.公转周期：行星围绕太阳的圆周运动的周期称为行星的公转周期。
公转周期与行星到太阳的距离有关，根据开普勒第三定律，公转周期的平方与行星到太阳的平均距离的立方成正比。