2019-2020年人教版必修二5.5《向心加速度》WORD教案10.doc

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2019-2020年人教版必修二5.5《向心加速度》WORD教案10 〖目標導學〗 學習目標： 1.掌握線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，會用相關(guān)公式求解分析實際問題 2.知道同軸轉(zhuǎn)動角速度關(guān)系、傳動裝置線速度關(guān)系.并會用來分析實際問題 重點難點： 知道同軸轉(zhuǎn)動角速度關(guān)系、傳動裝置線速度關(guān)系.并會用來分析實際問題 易錯問題： v、ω、r之間關(guān)系的應用. 思維激活： 我們都騎過自行車，但你注意過這個問題嗎：踏板、鏈輪、飛輪、后輪它們是怎樣傳動的？傳動時v、ω、r之間有怎樣的關(guān)系？ 〖問題獨學〗 1、溫故而知新： 圓周運動中各物理量之間的關(guān)系： 1.v、T、r的關(guān)系：物體在轉(zhuǎn)動一周的過程中，通過的弧長Δs=2πr，用時為T，則v=Δs/Δt=2πr/T. 2.ω、T的關(guān)系：物體在轉(zhuǎn)動一周的過程中，轉(zhuǎn)過的角度Δθ=2π，用時為T，則ω=Δθ/Δt=2π/T. 3.ω、n的關(guān)系：物體在1秒內(nèi)轉(zhuǎn)過n圈，1圈轉(zhuǎn)過的角度為2π，則1秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度Δθ=2πn，即ω=2πn. 4.v、ω、r的關(guān)系：v=ωr. 2、課前感知： 傳動裝置中各物理量間的關(guān)系： 1.傳動的幾種情況 （1）皮帶傳動（2）同軸傳動（3）齒輪傳動（4）摩擦傳動 2.皮帶傳動裝置中的兩個結(jié)論 （1）同軸的各點角速度、轉(zhuǎn)速、周期相等，線速度與半徑成正比. （2）在不考慮皮帶打滑的情況下，皮帶上各點和與之接觸的輪上各點線速度大小相等，而角速度與半徑成反比. 〖合作互學〗 1、閱讀教材及查找資料歸納： 傳動裝置中各物理量間的關(guān)系： 1.傳動的幾種情況 （1）皮帶傳動（線速度大小相等） （2）同軸傳動（角速度相等） （3）齒輪傳動（線速度大小相等） （4）摩擦傳動（線速度大小相等） 2.皮帶傳動裝置中的兩個結(jié)論 （1）同軸的各點角速度、轉(zhuǎn)速、周期相等，線速度與半徑成正比. （2）在不考慮皮帶打滑的情況下，皮帶上各點和與之接觸的輪上各點線速度大小相等，而角速度與半徑成反比. 2、課堂互動講練： 類型一、圓周運動的計算 地球半徑R=6400 km，站在赤道上的人和站在北緯60上的人隨地球轉(zhuǎn)動的角速度多大？它們的線速度多大？ 【解析】站在地球上的人隨地球做勻速圓周運動，其周期均與地球自轉(zhuǎn)周期相同.如圖所示作出地球自轉(zhuǎn)示意圖，設赤道上的人站在A點，北緯60上的人站在B點，地球自轉(zhuǎn)角速度不變，A、B兩點的角速度相同，有ωA=ωB=2π/T=（23.14）/（243600） rad/s ≈7.310-5 rad/s 變式訓練 1.手表的時針和分針轉(zhuǎn)動時（ ） A.分針的角速度是時針的12倍 B.時針的周期是12 h，分針的周期是60 s C.若分針的長度是時針的1.5倍，針端點的線速度分針是時針的150倍 D.若分針的長度是時針的1.5倍，針端點的線速度分針是時針的18倍 類型二、傳動裝置中相關(guān)物理量的關(guān)系 如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關(guān)系為rA=rC=2rB.若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣上的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比. 【解析】A、B兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，A、B兩輪邊緣上各點的線速度大小相等，即 va=vb,故va∶vb=1∶1. B、C兩個輪子固定在一起，屬于同一個轉(zhuǎn)動的物體，它們上面的任何一點具有相同的角速度，即ωb∶ωc=1∶1. 因為ω=v/r,va=vb,rA=2rB,所以ωa∶ωb=rB∶rA=1∶2 又因為v=ωr,ωb=ωc,rC=2rB，所以vb∶vc=rB∶rC=1∶2. 綜合可知:ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2, va∶vb∶vc=1∶1∶2. 【答案】1∶2∶2 1∶1∶2 變式訓練 2.如圖所示，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r,b點在小輪上，到小輪中心的距離為r,c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上.若在傳動過程中，皮帶不打滑，則（ ） A.a點與b點的線速度大小相等 B.a點與b點的角速度大小相等 C.a點與c點的線速度大小相等 D.a點與d點的線速度大小相等 類型三、圓周運動的周期性引起的多解問題 如圖所示, 半徑為R的水平圓板繞豎直軸做勻速圓周運動,當半徑OB轉(zhuǎn)到某一方向時,在圓板中心正上方h處以平行于OB方向水平拋出一小球,小球拋出時的速度及圓板轉(zhuǎn)動的角速度為多大時,小球與圓板只碰一次,且相碰點為B? 【解析】小球的運動時間t= 則小球的拋出速度v=R/t 由題意知,圓板轉(zhuǎn)動的角速度為 ω=2πk/t=2kπ （k=1,2,3,…）. 【答案】v=R ω=2kπ （k=1,2,3,…） 【點評】圓周運動具有周期性,該類問題常出現(xiàn)多解問題.有些題目會涉及圓周運動和平拋運動這兩種不同的運動,這兩種不同運動規(guī)律在解決同一問題時,必然有一個物理量在起橋梁作用,把兩種不同運動聯(lián)系起來,這一物理量常常是“時間”. 變式訓練 3.如圖所示, 直徑為d的紙制圓筒以角速度ω繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動（圖示為截面）.從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒.若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時,在圓周上留下a、b兩個彈孔.已知aO和bO夾角為θ,求子彈的速度. 〖練習固學〗 基礎(chǔ)鞏固 1.關(guān)于角速度和線速度,下列說法正確的是（ ） A.半徑一定,角速度與線速度成反比 B.半徑一定,角速度與線速度成正比 C.線速度一定,角速度與半徑成正比 D.角速度一定,線速度與半徑成反比 2.如圖所示,皮帶傳動裝置轉(zhuǎn)動后,皮帶不打滑,皮帶輪上的A、B、C三點的位置如圖所示，則三點的速度關(guān)系是（ ） A.vA=vB,vB>vC B.vA=vB,vB=vC C.vA=vB,ωB=ωC D.ωA>ωB,vB>vC 思維拓展 3.如圖所示，在輪B上固定一同軸小輪A，輪B通過皮帶帶動輪C，皮帶和兩輪之間沒有滑動，A、B、C三輪的半徑依次為r1、r2和r3.繞在A輪上的繩子，一端固定在A輪邊緣上，另一端系有重物P，當重物P以速度v勻速下落時，C輪轉(zhuǎn)動的角速度為多少？ 〖反思悟?qū)W〗 我領(lǐng)悟或掌握了：1、 2、 3、 4、線速度相同的點，角速度可能不同，線速度不同的點，角速度可能相同。 我還想知道： 課后作業(yè) 〖基礎(chǔ)鞏固〗 1.對如圖6-5-4所示的皮帶傳動裝置，下列說法中正確的是（ ） A.A輪帶動B輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn) B.B輪帶動A輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn) C.C輪帶動D輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn) D.D輪帶動C輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn) 2.半徑為r和R的圓柱體靠摩擦傳動，已知R=2r，A、B分別在大小圓柱的邊緣上，，如圖6—5—6所示.若兩圓柱之間沒有打滑現(xiàn)象，則 ， . 3.〖應用題〗由于地球的自轉(zhuǎn)，則關(guān)于地球上的物體的角速度、線速度的大小，以下說法正確的是( ) A.在赤道上的物體線速度最大 B.在兩極上的物體線速度最大 C.赤道上物體的角速度最大 D.處于北京和南京的物體的角速度大小相等 4.〖應用題〗已知某人騎自行車1.0min蹬10圈，車輪與腳蹬輪盤轉(zhuǎn)數(shù)之比為3:1，車輪半徑為1.0m，求車輪轉(zhuǎn)動的線速度大小． 〖能力提升〗 5.〖應用題〗機械手表中分針、秒針可視為勻速轉(zhuǎn)動，分針與秒針從第一次重合到第二次重合，中間經(jīng)過的時間為( ) 圖5-5-10 A.1 B. C. D.. 6.如圖5-5-10所示，A、B是兩只相同的齒輪，A被固定不能轉(zhuǎn)動。若B齒輪繞A齒輪運動半周，到達圖中的C位置，則B齒輪上所標出的豎直方向上的箭頭所指的方向是（ ） A.豎直向上 B.豎直向下 C.水平向左 D.水平向右 7. 〖創(chuàng)新題〗半徑為R的水平大圓盤以角速度ω旋轉(zhuǎn)，如圖6—5—10所示，有人在盤邊上P點隨盤轉(zhuǎn)動，他想用槍擊中圓盤中心的目標O，若子彈的速度為，則（ ） A.槍應瞄準目標O射擊 B.槍應向PO右方偏過角射擊，且 C.槍應向PO左方偏過角射擊，且 D.槍應向PO左方偏過角射擊，且 8.如圖所示為某一皮帶傳動裝置.主動輪的半徑為r1,從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑.下列說法正確的是（ ） A.從動輪做順時針轉(zhuǎn)動 B.從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動 C.從動輪的轉(zhuǎn)速為n D.從動輪的轉(zhuǎn)速為n 9.為了測定子彈的飛行速度，在一根水平放置的軸桿上固定兩個薄圓盤A、B，A、B平行相距2 m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3600 r/min，子彈穿過兩盤留下兩彈孔a、b，測得兩彈孔半徑夾角是30，如圖所示.則該子彈的速度是（ ） A.360 m/s B.720 m/s C.1440 m/s D.108 m/s 10.如圖所示,半徑為R的圓輪在豎直面內(nèi)繞O軸勻速轉(zhuǎn)動,O軸離地面高為2R,輪上a、b兩點與O點連線相互垂直，a、b兩點均粘有一小物體，當a點轉(zhuǎn)至最低位置時，a、b兩點處的小物體同時脫落，經(jīng)過相同時間落到水平地面上. （1）試判斷圓輪的轉(zhuǎn)動方向. （2）求圓輪轉(zhuǎn)動的角速度的大小. 11.一半徑為R的雨傘繞柄以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示，傘邊緣距地面高h，水平甩出的水滴在地面上形成一個圓，求此圓半徑r為多少？ 12.如圖所示，豎直圓筒內(nèi)壁光滑，半徑為R，頂部有入口A，在A的正下方h處有出口B.一質(zhì)量為m的小球從入口沿圓筒壁切線方向水平射入圓筒內(nèi)，要使球從出口B處飛出，小球進入入口A處的速度v0應滿足什么條件？