《圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)》教案教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)【教學(xué)目標(biāo)】梳理本章概念，形成概念結(jié)構(gòu)、大思路，發(fā)展物理觀念總結(jié)本章思維方法，促進(jìn)科學(xué)思維發(fā)展反思本章的實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)探究能力4．體會(huì)本章體現(xiàn)的態(tài)度責(zé)任，感悟物理真、自然美、科學(xué)善?！局攸c(diǎn)】梳理概念形成結(jié)構(gòu)【難點(diǎn)】對(duì)科學(xué)方法的總結(jié)掌握教學(xué)過程(表格描述)教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)活動(dòng)設(shè)置意圖引言復(fù)習(xí)第一部分復(fù)習(xí)第二部分復(fù)習(xí)第三部分復(fù)習(xí)第四部分本課小結(jié)一、怎么復(fù)習(xí)回顧必修第一冊(cè)第一章的章末示例，領(lǐng)會(huì)一個(gè)章節(jié)復(fù)習(xí)的基本思路與方法。確定本章復(fù)習(xí)思路，從概念梳理、方法總結(jié)、實(shí)驗(yàn)反思、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面展開復(fù)習(xí)。二、本章復(fù)習(xí)（一）概念梳理1.本章哪些概念2.如何形成結(jié)構(gòu)，仍屬于力、運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)與力關(guān)系三個(gè)方面。3.在情境中理解、認(rèn)識(shí)、應(yīng)用三方面概念（1）在情境中理解運(yùn)動(dòng)概念（兩個(gè)情境）（2）在情境中認(rèn)識(shí)向心力（兩個(gè)情境）（3）在情境中應(yīng)用“運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”①教材上的三個(gè)典型情境回顧②形成解決力學(xué)問題的大思路：確定對(duì)象、運(yùn)動(dòng)分析、受力分析、按運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系列式求解討論。③舉2個(gè)例子4.概念梳理小結(jié)（二）方法總結(jié)1.什么是方法2.本章有哪些科學(xué)思維方法（1）模型建構(gòu)（2）極限思想（3）變化率（舉例）（4）實(shí)驗(yàn)探究與理論推理相結(jié)合的方法3.方法總結(jié)的小結(jié)（三）實(shí)驗(yàn)反思1.感受向心力實(shí)驗(yàn)2.探究向心力大小表達(dá)式3.實(shí)驗(yàn)反思小結(jié)（四）態(tài)度責(zé)任1.必修第一章第一冊(cè)的示例2.本章老師的體會(huì)：物理真、自然美、科學(xué)善三、本課小結(jié)為本章如何復(fù)習(xí)尋找依據(jù)形成概念結(jié)構(gòu)領(lǐng)會(huì)解題大思路掌握方法實(shí)驗(yàn)反思體會(huì)態(tài)度責(zé)任綜合訓(xùn)練一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.(2021廣東深圳檢測(cè))轉(zhuǎn)筆是一項(xiàng)深受廣大中學(xué)生喜愛的休閑活動(dòng),其中也包含了許多的物理知識(shí)。如圖所示,假設(shè)某同學(xué)將筆套套在筆桿的一端,在轉(zhuǎn)筆時(shí)讓筆桿繞其手指上的某一點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列敘述正確的是()A.筆套做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由筆桿對(duì)它的摩擦力提供的B.筆桿上離O點(diǎn)越近的點(diǎn),做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越大C.當(dāng)筆桿快速轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí),筆套有可能被甩走D.由于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)筆桿,筆套受到的摩擦力大小不變答案C解析筆桿在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),筆套套在筆桿的一端,所以筆套做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由重力、筆桿對(duì)它的摩擦力以及筆桿對(duì)它的彈力的合力提供的,故A錯(cuò)誤。筆桿上的各個(gè)點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以它們的角速度是相等的,根據(jù)an=ω2r可知,筆桿上離O點(diǎn)越近的點(diǎn),做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越小,故B錯(cuò)誤。當(dāng)筆套的轉(zhuǎn)速過大,外界提供的合力小于其需要的向心力時(shí),筆套有可能被甩走,故C正確。筆套在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所受重力、彈力、摩擦力的合力一直指向O點(diǎn),且大小不變,可知摩擦力大小不可能不變,故D錯(cuò)誤。2.如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的洗衣機(jī)脫水筒內(nèi)壁上,有一件濕衣服隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng),則()A.衣服受到重力、筒壁的彈力和摩擦力、向心力的作用B.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,筒壁對(duì)衣服的摩擦力也變大C.水珠之所以會(huì)離開衣服是因?yàn)樗槭艿诫x心力的作用D.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,脫水效果會(huì)更好答案D解析衣服在豎直方向上受的重力和摩擦力平衡,筒壁對(duì)衣服的彈力提供向心力,故A錯(cuò)誤;加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,衣服在豎直方向上受的重力和摩擦力平衡,筒壁對(duì)衣服的摩擦力不變,故B錯(cuò)誤;衣服隨脫水筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),衣服對(duì)水滴的附著力提供水滴做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,隨轉(zhuǎn)速的增大,當(dāng)衣服對(duì)水滴的附著力不足以提供水滴需要的向心力時(shí),衣服上的水滴將做離心運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;由Fn=mω2r可知,脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度越大,水滴做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力越大,水滴越容易做離心運(yùn)動(dòng),故D正確。3.(2021重慶一中高一月考)如圖所示,汽車在炎熱的夏天沿不平的曲面行駛,其中最容易發(fā)生爆胎的點(diǎn)是(假定汽車運(yùn)動(dòng)速率va=vc,vb=vd)()A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)答案D解析因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng),故在a、c兩點(diǎn)F壓=G-mv2r<G,不容易發(fā)生爆胎;在b、d兩點(diǎn)F壓=G+mv2r>G,由題圖知b點(diǎn)所在曲線半徑大,即rb>rd,又vb=vd,故F壓b<F壓d,所以在d點(diǎn)車胎受到的壓力最大,所以4.質(zhì)量為m的小木塊從半球形的碗口下滑,如圖所示,已知木塊與碗內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,木塊滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v,那么木塊在最低點(diǎn)受到的摩擦力為()A.μmg B.μmvC.μmg+v2R D.0答案C解析木塊滑到最低點(diǎn)時(shí)的受力分析如圖所示由于FN-mg=m所以FN=mg+m由Ff=μFN得Ff=μmg+v2R,故C正確。5.(2021山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示,光滑固定的水平圓盤中心有一個(gè)光滑的小孔,用一穿過小孔的細(xì)繩連接質(zhì)量分別為m1、m2的小球A和B,讓B球懸掛,A球在光滑的圓盤面上繞圓盤中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度為ω,半徑為r,則關(guān)于r和ω的關(guān)系圖像正確的是()答案B解析根據(jù)題意可得m2g=m1rω2,得r=m2gm1·1ω2,可知r與1ω2成正比,故r與ω2成反比,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由r=m2gm1·1ω26.(2021山東青島月考)風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸,被探測(cè)器接收,當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí),通過齒輪帶動(dòng)凸輪圓盤旋轉(zhuǎn),當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時(shí)光被擋住。已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r,每轉(zhuǎn)動(dòng)n圈帶動(dòng)凸輪圓盤轉(zhuǎn)運(yùn)一圈。若某Δt時(shí)間內(nèi)探測(cè)器接收到的光強(qiáng)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖(b)所示,則該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)輪葉片()A.轉(zhuǎn)速逐漸減小,平均速率為4B.轉(zhuǎn)速逐漸減小,平均速率為8C.轉(zhuǎn)速逐漸增大,平均速率為4D.轉(zhuǎn)速逐漸增大,平均速率為8答案B解析根據(jù)題圖(b)可知,在Δt時(shí)間內(nèi),通過的光照的時(shí)間越來越長(zhǎng),則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)得越來越慢,即轉(zhuǎn)速逐漸減小,在Δt時(shí)間內(nèi)擋了4次光,則凸輪圓盤平均轉(zhuǎn)一圈的周期T1=Δt4。根據(jù)風(fēng)輪葉片每轉(zhuǎn)動(dòng)n圏帶動(dòng)凸輪圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可知,風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=Δt4n,則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的平均速率v=2πrT=7.m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),A為終端皮帶輪,如圖所示,已知皮帶輪半徑為r,傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑,當(dāng)m可被水平拋出時(shí)()A.皮帶的最小速度為2B.皮帶的最小速度為gC.A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是1D.A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是1答案C解析物體恰好被水平拋出時(shí),在皮帶輪最高點(diǎn)滿足mg=mv2r,即速度最小為gr,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;又因?yàn)関=2πrn,可得n=12πg(shù)二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求)8.下列有關(guān)運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A.圖甲A球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A球角速度越大則偏離豎直方向的θ角越小B.圖乙質(zhì)量為m的小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)上管壁的壓力大小為3mg,則此時(shí)小球的速度大小為2gC.圖丙皮帶輪上b點(diǎn)的加速度小于a點(diǎn)的加速度D.圖丙皮帶輪上c點(diǎn)的線速度等于d點(diǎn)的線速度答案BC解析小球在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心力由重力和繩子拉力的合力提供,即mgtanθ=m·Lsinθω2,解得ω=gLcosθ,知角速度越大,偏離豎直方向的夾角θ越大,故A錯(cuò)誤;小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)上管壁的壓力大小為3mg,根據(jù)牛頓第二定律知其向心力為F=mv2r=mg+FN=mg+3mg=4mg,解得v=2gr,故B正確;因?yàn)閎、c兩點(diǎn)角速度相等,根據(jù)a=rω2知,b、c兩點(diǎn)的向心加速度之比為1∶2,a、c兩點(diǎn)線速度相等,根據(jù)a=v2r知,a、c兩點(diǎn)的向心加速度之比為2∶1,故a、b兩點(diǎn)的向心加速度之比為4∶1,故C正確;c、d兩點(diǎn)角速度相等,根據(jù)v=rω知,c、d9.如圖甲,小球與輕質(zhì)細(xì)桿連接后繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,此時(shí)輕桿的拉力大小為F,拉力F與速度的二次方v2的關(guān)系如圖所示,圖像中的數(shù)據(jù)a、b及重力加速度g均為已知量,以下說法正確的是()A.數(shù)據(jù)a與小球的質(zhì)量無關(guān)B.數(shù)據(jù)b與小球的質(zhì)量無關(guān)C.baD.利用數(shù)據(jù)a、b和g能夠求出小球的質(zhì)量和圓周軌道半徑答案AD解析設(shè)軌道的半徑為r,在圓周軌跡的最低點(diǎn)時(shí),合力提供向心力,有F-mg=mv2r①,對(duì)照?qǐng)D像可知,當(dāng)v2=a時(shí),F=2b,當(dāng)速度為0時(shí),拉力F=b=mg,聯(lián)立解得a=gr,所以數(shù)據(jù)a與小球的質(zhì)量無關(guān),故A正確;因?yàn)閎=mg②,故b與小球的質(zhì)量有關(guān),故B錯(cuò)誤;將v2=a時(shí)F=2b,及公式②,代入公式①可得2b-b=mv2r=mar,即ba=mr③,則ba與小球的質(zhì)量以及軌道的半徑都有關(guān),故C錯(cuò)誤;聯(lián)立②③可得r=ag,結(jié)合A10.如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕細(xì)繩將物塊連接在通過轉(zhuǎn)臺(tái)中心的轉(zhuǎn)軸上,細(xì)繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為θ,系統(tǒng)靜止時(shí)細(xì)繩繃直但張力為零。物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μ<tanθ),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng),在物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)前()A.物塊對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的壓力大小等于物塊的重力B.繩中剛出現(xiàn)拉力時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度為μgC.轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力一直增大D.物塊能在轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為g答案BD解析當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后,物塊受到繩的拉力、重力和轉(zhuǎn)臺(tái)的支持力,豎直方向受力平衡,則有Fcosθ+FN=mg,根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的壓力大小等于轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的支持力大小,所以此種情況下物塊對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的壓力大小小于物塊的重力,故A錯(cuò)誤;當(dāng)繩中剛出現(xiàn)拉力時(shí),有μmg=mω2Lsinθ,得ω=μgLsinθ,故B正確;在細(xì)線產(chǎn)生張力前,滑塊所需向心力由摩擦力分力提供,隨著轉(zhuǎn)臺(tái)角速度的增大,摩擦力增大,當(dāng)細(xì)繩張力產(chǎn)生后,在豎直方向產(chǎn)生分力,滑塊和轉(zhuǎn)臺(tái)間彈力減小,摩擦力減小,當(dāng)物塊即將離開轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí),摩擦力減為零,故C錯(cuò)誤;當(dāng)物塊和轉(zhuǎn)臺(tái)之間摩擦力為零時(shí),物塊開始離開轉(zhuǎn)臺(tái),有mgtanθ=mω2Lsinθ,所以物塊能在轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為ω=gL三、非選擇題(本題共5小題)11.為驗(yàn)證向心力公式,某探究小組設(shè)計(jì)了如圖所示的演示實(shí)驗(yàn),在刻度尺的一端鉆一個(gè)小孔,使小孔恰能穿過一根細(xì)線,線下端掛一質(zhì)量為m,直徑為d的小鋼球。將刻度尺固定在水平桌面上,測(cè)量出懸點(diǎn)到鋼球的細(xì)線長(zhǎng)度為l,使鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O,待鋼球的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,用眼睛從刻度尺上方垂直于刻度尺往下看,讀出鋼球外側(cè)到O點(diǎn)的距離r,并用秒表測(cè)量出鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)n圈用的時(shí)間t。則:(1)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=。

(2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Fn=(用m,n,r,d,t表示)。

答案(1)tn(2)m4π2n解析(1)小鋼球完成一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間是一個(gè)周期,則T=tn(2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑應(yīng)為小鋼球的球心到圓心O的距離,則半徑R=r-d2,小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Fn=mv2R,而v=2πRT,所以Fn=m4π12.如圖甲所示是某同學(xué)探究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體質(zhì)量、向心力、軌道半徑及線速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,圓柱體放置在水平光滑圓盤上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。力傳感器測(cè)量向心力F,速度傳感器測(cè)量圓柱體的線速度v,該同學(xué)通過保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變,來探究向心力F與線速度v的關(guān)系:甲(1)該同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)方法為。

A.等效替代法 B.控制變量法C.理想化模型法(2)改變線速度v,多次測(cè)量,該同學(xué)測(cè)出了五組F、v數(shù)據(jù),如下表所示:v(m/s)1.01.52.02.53.0F/N0.882.003.505.508.00①在圖乙中作出F-v2圖線;乙②若圓柱體運(yùn)動(dòng)半徑r=0.2m,由作出的F-v2的圖線可得圓柱體的質(zhì)量m=kg。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案(1)B(2)①見解析圖②0.18解析(1)實(shí)驗(yàn)中研究向心力和速度的關(guān)系,保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變,采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法,故選B。(2)①作出F-v2圖線,如圖所示。②根據(jù)F=mv2r知,圖線的斜率k=mr,代入數(shù)據(jù)解得m=0.1813.(2021山東東營(yíng)期中)在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上,對(duì)汽車的設(shè)計(jì)限速是30m/s。汽車在這種路面上行駛時(shí),它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的35。(g取10m/s2(1)如果汽車在這種高速公路的水平彎道上轉(zhuǎn)彎,假設(shè)彎道的路面是水平的,其彎道的最小半徑是多少?(2)如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋作立交橋,要使汽車能夠安全通過(不起飛)圓弧拱橋,這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少?(3)如果彎道的路面設(shè)計(jì)為傾斜(外高內(nèi)低),彎道半徑為120m,要使汽車通過此彎道時(shí)不產(chǎn)生側(cè)向摩擦力,則彎道路面的傾斜角度是多少?答案(1)150m(2)90m(3)37°解析(1)汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎,可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其最大向心力等于車與路面間的最大靜摩擦力,有0.6mg=mv2r,由速度v=30m/s,解得彎道的最小半徑r=150(2)汽車過拱橋,可看成在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)有mg-FN=mv為了保證安全,路面對(duì)車的支持力FN必須大于等于零。有mg≥mv2R,代入數(shù)據(jù)解得R≥90(3)設(shè)彎道傾斜角度為θ,汽車通過此彎道時(shí)向心力由重力及支持力的合力提供,有mgtanθ=mv解得tanθ=34,故彎道路面的傾斜角度θ=37°14.如圖是雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中男運(yùn)動(dòng)員拉著女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面。若女運(yùn)動(dòng)員伸直的身體與豎直方向的夾角為θ,質(zhì)量為m,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中女運(yùn)動(dòng)員的重心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,忽略女運(yùn)動(dòng)員受到的摩擦力。求:(1)當(dāng)女運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰面的壓力為其重力的12(2)當(dāng)女運(yùn)動(dòng)員剛要離開冰面時(shí),男運(yùn)動(dòng)員的拉力大小及兩人轉(zhuǎn)動(dòng)的周期。答案(1)mg2cosθ2π2rgtanθ解析(1)對(duì)女運(yùn)動(dòng)員受力分析如圖所示沿半徑方向有F1sinθ=mω1豎直方向有FN+F1cosθ=mg其中FN=12聯(lián)立解得ω1=gtanθ2r,又由T1