第六章 圆周运动 大单元“四步复习法”教学设计 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六章 圆周运动——2022-2023学年高一物理人教版（2019）必修第二册大单元“四步复习法” 第一步：单元学习目标整合 重点 ①描述圆周运动的物理量 ②向心力与向心加速度 ③生活中的圆周运动问题 难点 ①向心力来源分析 ②竖直平面内的圆周运动 ③圆周运动中的临界问题 ④生活中离心运动的分析 第二步：单元思维导图回顾知识 第三步：单元重难知识易混易错 重难点： 1、 线速度、角速度、周期、频率、转速的比较 2、 向心力的来源及实例分析 （1） 向心力是根据力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。 （2）当物体做匀速圆周运动时，合力提供向心力。 （3）当物体做变速圆周运动时，合力指向圆心的分力提供向心力 3、 解决匀速圆周运动的方法 一审：审清题意，确定研究对象，即做圆周运动的物体为研究对象 二确：确定圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径 三分：分析几何关系，目的是确定圆周运动的圆心、半径等 分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度等相关量 分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源 四列：据牛顿运动定律及圆周运动知识列方程 4、 常见匀速圆周运动中的力与运动解题示例 5、 对向心加速度公式的理解 ①不同形式的转化 ②应用时注意的问题 （1）线速度、角速度、半径都会影响向心加速度的大小，向心加速度的大小与运动物体的质量无关。 （2）向心加速度的表达式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于变速圆周运动。六、对圆周运动向心加速度的理解 ①匀速圆周运动的加速度和向心加速度有什么关系、匀速圆周运动是否为匀变速运动 匀速圆周运动的加速度和向心加速度含义相同。由于匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，其大小不变，但方向时刻在改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动。 ②向心加速度的表达式是否只适用于匀速圆周运动 向心加速度的表达式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于变速圆周运动；在匀速圆周运动中向心加速度大小不变，方向时刻改变；在变速圆周运动中向心加速度大小、方向时刻改变；但无论哪一类圆周运动，向心加速度始终指向圆心。 ③在圆周运动中向心加速度大，速度变化是否快 对于圆周运动，角速度表示了速度方向变化的快慢，根据，对速率相同的质点，向心加速度大，表示线速度方向变化快。 易错题： 1、 圆周运动的运动学参量之间的关系把握不准确 例1一小球被细绳拴着,在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,向心加速度为a,那么下列说法错误的是( ) A.小球运动的角速度大小为 B.小球在时间t内通过的路程为 C.小球做匀速圆周运动的周期 D.小球在时间t内可能发生的最大位移为 答案：C 解析：根据,解得,故A正确;根据,所以小球在时间t内通过的路程为,故B正确;根据,故C错误;小球做圆周运动的最大位移即为圆的直径,故D正确.本题选说法错误的,所以选C. 二、圆周运动受力分析错误，不能正确找到向心力来源 例2如图所示，一长为L的细线一端固定在A点，另一端系一小球，现使小球在水平面内绕O点做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，在小球的运动过程中，下列说法正确的是( ) A.小球所受向心力的方向水平指向O点 B.小球所受向心力的方向沿细绳指向A点 C.小球做匀速圆周运动的半径为L D.小球做匀速圆周运动的半径为 答案：AD 解析：AB.小球受重力和细线的拉力在水平面内做匀速圆周运动，向心力由重力和拉力的合力提供，圆心在O点，所以向心力的方向水平指向O点，故A正确，B错误； CD.小球圆周运动的半径为球到O点的距离，由几何关系可知半径为，故C错误，D正确。 故选AD。 三、临界条件分析不准确 例3如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块,abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道,a为轨道最高点,de面水平且有一定长度。今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放,其自由下落到d处落入轨道内运动,不计空气阻力。则以下说法正确的是(   ) A.只要h大于R,释放后小球就能通过a点 B.无论怎样改变h,都不可能使小球通过a点后落回轨道内 C.调节h,可以使小球通过a点做自由落体运动 D.只要改变h,就能使小球通过a点后,既可以落回轨道内又可以落到de面上 答案：B 解析：小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律有,解得小球通过a点时的最小速度;根据动能定理有,得h=1.5R,可知只有满足h≥1.5R,释放后小球才能通过a点,故A错误。小球以最小速度通过a点后做平抛运动,根据平抛运动的规律,水平方向上的位移为x=vt,竖直方向上的位移为,解得,故无论怎样改变h的大小,都不可能使小