1、第六章第六章 勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)一、地位1 1、知識(shí)的地位、知識(shí)的地位認(rèn)知過(guò)程中的一種運(yùn)動(dòng)模型認(rèn)知過(guò)程中的一種運(yùn)動(dòng)模型： 勻變速直線勻變速直線 勻變速曲線勻變速曲線（平拋）（平拋） 非勻變速曲非勻變速曲線（圓周運(yùn)動(dòng)）線（圓周運(yùn)動(dòng)）2 2、技能的地位、技能的地位正確受力分析、建立自然正確受力分析、建立自然坐標(biāo)系，按照自然坐標(biāo)系坐標(biāo)系，按照自然坐標(biāo)系運(yùn)用牛頓定律解決問(wèn)題。運(yùn)用牛頓定律解決問(wèn)題。3 3、方法的地位、方法的地位化曲為圓化曲為圓任何復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)都可任何復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)都可以分割成很多小段的圓周以分割成很多小段的圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。4 4、思維訓(xùn)練過(guò)程、思維訓(xùn)練過(guò)程將一個(gè)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)理想化

2、為將一個(gè)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)理想化為一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)模型的簡(jiǎn)化過(guò)一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)模型的簡(jiǎn)化過(guò)程。程。體會(huì)在不同運(yùn)動(dòng)模型下運(yùn)用體會(huì)在不同運(yùn)動(dòng)模型下運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的一致性。牛頓運(yùn)動(dòng)定律的一致性。5、情感教育地位 體會(huì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的之神奇 贊賞運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的簡(jiǎn)約美。二、知識(shí)體系效果力：效果力：向心力向心力tvamF直線直線曲線曲線勻變非勻變特例 v v a a r r T T R R n n性質(zhì)力：重力、性質(zhì)力：重力、彈力、摩擦力彈力、摩擦力力的合成與分力的合成與分解解圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與運(yùn)動(dòng)的合成與分解分解基本概念基本概念 線速度、角速度、向心線速度、角速度、向心加速度、半徑、周期、加速度、半徑、周期

3、、轉(zhuǎn)速、圓心角、向心力、轉(zhuǎn)速、圓心角、向心力、勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度vrfTrrrva22222244 描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參量fT1周期與頻率（轉(zhuǎn)速）：Trtsv2線速度：Tt2角速度：rv線速度與角速度關(guān)系：stt牛頓第一、二、三定律牛頓第一、二、三定律圓周運(yùn)動(dòng)加速度公式圓周運(yùn)動(dòng)加速度公式幾何知識(shí)幾何知識(shí)基本規(guī)律基本規(guī)律牛頓定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用牛頓定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用改變速度大小改變速度大小改變速度方向改變速度方向vF FFFFn n水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)0FCFn豎直平面內(nèi)的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)豎

4、直平面內(nèi)的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)0FCFnmaF nnmaF 幾何關(guān)系幾何關(guān)系Trts2三、教法建議三、教法建議1、課時(shí)安排：、課時(shí)安排：6 6課時(shí)課時(shí)2 2、在空間想象的操作中、在空間想象的操作中形成基本概念形成基本概念 符號(hào)要有形象的符號(hào)要有形象的 物理圖景作支撐；物理圖景作支撐； 例如勻速例如勻速圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)t0tsO速度大小不速度大小不變方向總沿變方向總沿軌跡切向軌跡切向軌跡為軌跡為圓弧圓弧切向加速度為零法向切向加速度為零法向加速度大小為定值，加速度大小為定值，方向總垂直于方向總垂直于v3 3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式的探究、勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式的探究 1 1）做好演示實(shí)驗(yàn)）做好演示實(shí)驗(yàn), ,目的降低

5、公式推導(dǎo)的難目的降低公式推導(dǎo)的難度度 2 2）控制變量法的再一次深化（在知識(shí)的形）控制變量法的再一次深化（在知識(shí)的形成過(guò)程中進(jìn)行方法論的明示教育）成過(guò)程中進(jìn)行方法論的明示教育） 3 3）可給切向加速度、法向加速度概念。教）可給切向加速度、法向加速度概念。教材材p83p83圖圖6-116-11，順利過(guò)度到第三節(jié)，順利過(guò)度到第三節(jié)4 4、規(guī)范操作步驟，內(nèi)化思維模式、規(guī)范操作步驟，內(nèi)化思維模式mFatv研究對(duì)象受力分析圖（切向、法向）空間幾何關(guān)系（圓面、圓心、（圓面、圓心、半徑）半徑）描述運(yùn)動(dòng)的基本物理量的分析情景圖重要5、需要與可能、需要與可能 （以三道例題為例進(jìn)行講解，先講解各個(gè)力都在（以三道例

6、題為例進(jìn)行講解，先講解各個(gè)力都在同一直線的，再講解幾個(gè)不在同一直線的例子）同一直線的，再講解幾個(gè)不在同一直線的例子）maF 做圓周運(yùn)做圓周運(yùn)動(dòng)物體所動(dòng)物體所需要需要的向的向心力心力做圓周運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)物體的外界物體的外界所所可能可能提供提供實(shí)際力實(shí)際力實(shí)際實(shí)際是否滿足是否滿足需要需要6、離心、向心現(xiàn)象向?qū)嶋HmaF離心運(yùn)動(dòng)離心運(yùn)動(dòng)向?qū)嶋HmaF向心運(yùn)動(dòng)向心運(yùn)動(dòng)第四節(jié)定性分析的重要依據(jù)7、臨界條件 豎直面內(nèi)的圓運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 1）繩、桿模型對(duì)臨界條件的影響 2）文字情景p88“不松弛”幾何關(guān)系圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析 豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)有：2vmgTmr此時(shí)，能夠提供的向心力的最小值

7、為mg，所以小球能夠運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的條件為：vgrmgOT繩mgON桿若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)小球的彈力N為零，則有：0vgr當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速率vv0時(shí)：N指向圓心;當(dāng)vv0時(shí)：N背離圓心。小球恰好能運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的條件為v=0。繩與桿的區(qū)別：桿不僅能夠起到拉拽作用，而且能夠起到承托作用，但繩只能起到拉拽作用。第七章第七章 萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力1、牛頓定律在圓周運(yùn)動(dòng)中綜合應(yīng)用的延續(xù)一一、地位、地位2、情感、態(tài)度、價(jià)值觀、情感、態(tài)度、價(jià)值觀 物理學(xué)史的回顧不可缺少物理學(xué)史的回顧不可缺少 蘋(píng)果的故事蘋(píng)果的故事效果力：效果力：向心力向心力tvamF直線直線曲線曲線勻變非勻變特例 v v a a r

8、r T T R R n n性質(zhì)力：重力、性質(zhì)力：重力、彈力、摩擦力彈力、摩擦力力的合成與分力的合成與分解解圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與運(yùn)動(dòng)的合成與分解分解萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力二、知識(shí)體系二、知識(shí)體系三、教法建議三、教法建議1 1、課時(shí)安排：、課時(shí)安排： 6 6課時(shí)課時(shí) 加利略與日心說(shuō)加利略與日心說(shuō) 低谷低谷開(kāi)普勒三定律開(kāi)普勒三定律 月球運(yùn)動(dòng)引起的思考月球運(yùn)動(dòng)引起的思考誰(shuí)讓月球圍著地球轉(zhuǎn)誰(shuí)讓月球圍著地球轉(zhuǎn) 牛頓的困惑（蘋(píng)果受力與月球受力有什么不同、牛頓的困惑（蘋(píng)果受力與月球受力有什么不同、為什么月球的加速比蘋(píng)果的加速度?。槭裁丛虑虻募铀俦忍O(píng)果的加速度?。?牛頓將開(kāi)普勒定律與圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合得出的結(jié)

9、牛頓將開(kāi)普勒定律與圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合得出的結(jié)論論 海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn) 體會(huì)體會(huì)科學(xué)歷程的艱難、自然規(guī)律的偉大科學(xué)歷程的艱難、自然規(guī)律的偉大2、讀史可以使人明鑒、讀史可以使人明鑒3 3、萬(wàn)有引力公式、萬(wàn)有引力公式 科學(xué)離不開(kāi)猜想，猜想離不開(kāi)實(shí)驗(yàn) 卡文迪許實(shí)驗(yàn)的介紹（動(dòng)畫(huà)）4、萬(wàn)有引力的應(yīng)用、萬(wàn)有引力的應(yīng)用對(duì)天體質(zhì)量的認(rèn)識(shí)對(duì)天體質(zhì)量的認(rèn)識(shí)重力和萬(wàn)有引力的關(guān)系（地面物體、天空重力和萬(wàn)有引力的關(guān)系（地面物體、天空物體）物體）宇宙速度（環(huán)繞速度、脫離速度、逃逸速宇宙速度（環(huán)繞速度、脫離速度、逃逸速度）度）可能衛(wèi)星的軌道可能衛(wèi)星的軌道在不同高度衛(wèi)星的各個(gè)物理量變化的規(guī)律在不同高度衛(wèi)星的

10、各個(gè)物理量變化的規(guī)律5 5、盡可能正確的動(dòng)態(tài)情景描述、盡可能正確的動(dòng)態(tài)情景描述 1）人造衛(wèi)星（動(dòng)畫(huà)）人造衛(wèi)星（動(dòng)畫(huà)）航天器中的完全失重現(xiàn)象航天器中的完全失重現(xiàn)象 航天器在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中的物體與航航天器在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中的物體與航天器有相同的速度、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，即相同的向心加天器有相同的速度、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，即相同的向心加速度。所以物體必須將全部重力用以提供向心力，速度。所以物體必須將全部重力用以提供向心力，因此物體處于完全失重狀態(tài)因此物體處于完全失重狀態(tài)。V天體運(yùn)動(dòng)模型1；天體作勻速圓周運(yùn)動(dòng) 模型基本規(guī)律：萬(wàn)有引力全部提供向心力g：地表重力加速度 M：地球質(zhì)量 m：物體質(zhì)量 R：地

11、球半徑 ：地球自轉(zhuǎn)角速度 H：飛行軌道高度常見(jiàn)常見(jiàn)情況情況近地近地飛行飛行遠(yuǎn)地遠(yuǎn)地飛行飛行坐地坐地赤道赤道坐地坐地兩極兩極22MmvmgGmRR2GMgRvgR 重要的代換關(guān)系重要的代換關(guān)系 第一宇宙速度第一宇宙速度最大環(huán)繞最大環(huán)繞速度速度最小發(fā)射最小發(fā)射速度速度22()MmvmgGmRHRH22()RggRH重力場(chǎng)場(chǎng)重力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)分布式強(qiáng)分布式22MmGNmRR()Nmg其中20MmGNR()Nmg其中 極地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星極地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星極地衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度關(guān)系。極地衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度關(guān)系。同步衛(wèi)星軌道只有一條，位于赤道平面內(nèi)的某一高度。同步衛(wèi)星軌道只有一條，位于赤道平面內(nèi)的某一高度

12、。地 球地 球天體質(zhì)量與密度的計(jì)算天體質(zhì)量與密度的計(jì)算例：月球繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)天文觀測(cè)，可測(cè)量出月地距離為R，周期為T(mén)，若地球半徑為R0，則地球的質(zhì)量和密度是多少？（萬(wàn)有引力常量為G） 設(shè)月球質(zhì)量為m，地球質(zhì)量為M，則由萬(wàn)有引力定律有 對(duì)于地球表面上質(zhì)量為m0的物體，在忽略地球自轉(zhuǎn)影響的情況下，重力等于地球?qū)λ娜f(wàn)有引力，即 聯(lián)立上述兩式可解得2mgrMmGgmRMmG02036008 . 9)60(222RgRrGMg31072. 2 m/s2例：已知地月距離r60R（R為地球半徑），計(jì)算月球繞地球公轉(zhuǎn)向心加速度g。2GMgR22()RagRH在天體問(wèn)題中，經(jīng)常需要假想一個(gè)不存在的近地飛行的物體模型以幫助求解。天體運(yùn)動(dòng)模型天體運(yùn)動(dòng)模型2 2：橢圓運(yùn)動(dòng)橢圓運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力提供切向力、法向力地球近地點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn)132 衛(wèi)星的變軌： 衛(wèi)星的定軌過(guò)程一般分為三個(gè)階段：衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入低軌道1階段；在近地點(diǎn)點(diǎn)火進(jìn)