導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇圓周運(yùn)動(dòng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1自制多功能圓周運(yùn)動(dòng)演示儀

1.1材料準(zhǔn)備

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室用中號(hào)軟木塞一個(gè)（橡皮或塑料制品、廢紙），無(wú)彈性細(xì)軟線(xiàn)約100 cm，100 g金屬塊（或石塊），廢舊透明硬塑膠筆桿（中空、兩端有孔，長(zhǎng)度約12 cm，細(xì)孔端口內(nèi)壁較光滑），如圖1（a）所示。

1.2制作過(guò)程

（1）將軟木塞（橡皮）削制成直徑約1 cm的小A球或?qū)U紙壓成直徑為1 cm的紙球。

（2）沿小球直徑打一細(xì)孔穿線(xiàn)并拴牢固。

（3）把細(xì)線(xiàn)的另一端從透明硬塑膠筆桿的小孔穿過(guò)筆桿粗端口，已拴好的小球在細(xì)孔一側(cè)。

（4）把細(xì)線(xiàn)自由端拴在金屬塊上，使小球與金屬塊之間細(xì)線(xiàn)總長(zhǎng)大約為70 cm。

如圖1（b）所示為制成的多功能圓周運(yùn)動(dòng)演示儀實(shí)物圖。

2用自制的多功能圓周運(yùn)動(dòng)演示儀演示各種類(lèi)型的圓周運(yùn)動(dòng)

2.1線(xiàn)拴小球的各種平面圓周運(yùn)動(dòng)

水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，將小球至細(xì)孔間留有合適的線(xiàn)長(zhǎng)作為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，手捂硬筆桿同時(shí)固定筆桿粗端口細(xì)線(xiàn)，在水平桌面作圓周運(yùn)動(dòng)，也可以在空間水平面做圓周運(yùn)動(dòng)，還可在空間完成任意傾斜面圓周運(yùn)動(dòng)，演示小球豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。

2.2桿連小球的各種圓周運(yùn)動(dòng)

水平面內(nèi)，桿連小球做豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)，傾斜面圓周運(yùn)動(dòng)、演示桿連小球圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，先用右手捂住筆桿，再用中指或無(wú)名指拉緊細(xì)線(xiàn)，使小球緊靠在筆桿小口端，將細(xì)線(xiàn)纏繞在無(wú)名指上，確保小球與桿“粘接”的牢固，如圖3所示。

2.3演示桿與繩相連的圓周運(yùn)動(dòng)

手捂筆桿端口粗的一端后固定線(xiàn)長(zhǎng)，同時(shí)手捂筆桿和金屬塊，保持筆桿水平，伸直右手臂，演示者以自身豎直軸線(xiàn)為轉(zhuǎn)軸做圓周運(yùn)動(dòng)，小球隨手臂一起做圓周運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生觀察確認(rèn)小球圓周運(yùn)動(dòng)的平面，圓心位置，圓周半徑是否等于手臂加筆桿的總有效長(zhǎng)度，分析小球受力。這個(gè)演示，可以讓學(xué)生透徹理解游樂(lè)場(chǎng)中的飛椅，飛行員的特殊訓(xùn)練所作的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖4所示。

2.4演示圓錐擺運(yùn)動(dòng)

右手捂住金屬塊調(diào)整小球一側(cè)合適線(xiàn)長(zhǎng)，將另一側(cè)線(xiàn)纏繞在右手某手指上固定，右手緊捂筆桿，筆桿小孔端固定，懸吊小球使小球在水平面作圓周運(yùn)動(dòng)，如圖5所示。

2.5演示兩物體同周期的圓周運(yùn)動(dòng)

將細(xì)線(xiàn)完全纏繞在筆桿上，讓小球和金屬塊分別緊貼在筆桿的兩端，以筆桿上的某點(diǎn)為固定點(diǎn)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，小球和金屬塊同時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球與金屬塊圓周運(yùn)動(dòng)的周期和角速度相同，運(yùn)動(dòng)半徑不同，如圖6所示。

2.6演示小球作半徑變化的圓周運(yùn)動(dòng)

左手托金屬塊，右手捂筆桿豎直，小球在上方略有下垂，旋轉(zhuǎn)筆桿使小球作半徑為幾厘米的水平圓周運(yùn)動(dòng)，達(dá)到一定運(yùn)動(dòng)速度后，左手放下金屬塊，通過(guò)旋轉(zhuǎn)加大小球圓周運(yùn)動(dòng)速度，從而加大小球圓周運(yùn)動(dòng)半徑，觀察金屬塊被提起；保持速度不變觀察金屬塊停在某一高度；右手停止轉(zhuǎn)動(dòng)筆桿減小小球速度，小球圓周運(yùn)動(dòng)半徑減小，金屬塊下降。反復(fù)幾次讓學(xué)生感受圓周運(yùn)動(dòng)向心力大小、速度大小、半徑大小間的關(guān)系，如果學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)，就能切身體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的小球速度變化時(shí)，能提供的向心力為金屬塊重力大小一定，需要的向心力在速度變大時(shí)增大，因?yàn)楣┬璨黄胶?，小球作半徑變大的圓周運(yùn)動(dòng)。同理速度減小時(shí)需要的向心力減小，而提供的向心力的金屬塊重力大小不變，使得供需不平衡，小球作半徑減小的圓周運(yùn)動(dòng)。此項(xiàng)演示不僅能夠提供離心運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，還能引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比理解人造衛(wèi)星變軌問(wèn)題，如圖7、8所示，可謂一舉多得。

2.7演示單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

右手同時(shí)捂緊金屬塊、筆桿，細(xì)線(xiàn)全留在小球一側(cè)，

讓筆桿水平，使懸吊小球在豎直平面內(nèi)作小角度擺動(dòng)，如圖9所示。

篇2

易錯(cuò)1漏掉重力

例1一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，位于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R（比細(xì)管的半徑大得多），圓管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）。A球的質(zhì)量為m1，B球的質(zhì)量為m2。它們沿環(huán)形圓管順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度都為v0。設(shè)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，B球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，若要此時(shí)兩球作用于圓管的合力為零，那么m1、m2，R與v0應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式是

錯(cuò)解依題可知在A球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，圓管給A球向上的彈力N1為向心力，則有

B球在最高點(diǎn)時(shí)，圓管對(duì)它的作用力N2為向心力，方向向下，則有

因?yàn)閙2由最高點(diǎn)到最低點(diǎn)機(jī)械能守恒，則有

錯(cuò)解原因錯(cuò)解形成的主要原因是向心力的分析中缺乏必要的受力分析。

分析解答首先畫(huà)出小球運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的受力圖，如圖1所示。A球在圓管最低點(diǎn)必受向上彈力N1，此時(shí)兩球?qū)A管的合力為零，m2必受圓管向下的彈力N2，且N1=N2。

評(píng)析比較復(fù)雜的物理過(guò)程，如能依照題意畫(huà)出草圖，確定好研究對(duì)象，逐一分析就會(huì)使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單明了。再找出其中的聯(lián)系就能很好地解決問(wèn)題。

易錯(cuò)2亂套公式V=gR解題

例2如圖2所示，一擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的擺，擺球質(zhì)量為m，帶電量為-q，如果在懸點(diǎn)A放一正電荷q，且正、負(fù)電荷間存在沿二者連線(xiàn)的引力，引力大小F=Kq2L2。要使擺球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則擺球在最低點(diǎn)的速度最小值應(yīng)為多少？

易錯(cuò)3物理過(guò)程分析不清錯(cuò)解

例3用長(zhǎng)L=1.6m的細(xì)繩，一端系著質(zhì)量M=1kg的木塊，另一端掛在固定點(diǎn)上?，F(xiàn)有一顆質(zhì)量m=20g的子彈以v1=500m/s的水平速度向木塊中心射擊，結(jié)果子彈穿出木塊后以v2=100m/s的速度前進(jìn)。問(wèn)木塊能運(yùn)動(dòng)到多高？（取g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)）

錯(cuò)解在水平方向動(dòng)量守恒，有

①式中v為木塊被子彈擊中后的速度。木塊被子彈擊中后便以速度v開(kāi)始擺動(dòng)。由于繩子對(duì)木塊的拉力跟木塊的位移垂直，對(duì)木塊不做功，所以木塊的機(jī)械能守恒，即

h為木塊所擺動(dòng)的高度。解①②聯(lián)立方程組得到v=8m/sh=3.2m

錯(cuò)解原因這個(gè)解法只片面考慮了機(jī)械能守恒，忽視了能否滿(mǎn)足沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)的條件，是錯(cuò)誤的。實(shí)際上，h=3.2m，就是木塊擺動(dòng)到了B點(diǎn)。如圖3所示，則它在B點(diǎn)時(shí)的速度vB應(yīng)滿(mǎn)足方程

mg=Mv2BL。

這時(shí)木塊的重力提供了木塊在B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。解上述方程得

vB=gL=4m/s

如果vB＜4m/s，則木塊不能升到B點(diǎn)，在到達(dá)B點(diǎn)之前的某一位置以某一速度開(kāi)始做斜向上拋運(yùn)動(dòng)。而木塊在B點(diǎn)時(shí)的速度vB=4m/s，是不符合機(jī)械能守恒定律的，木塊在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為（選A點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)）

EB=mgh+12Mv2B

=1×10×3.2+12×1×42=40J

木塊在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為

EA=12Mv2=12×1×82=32J

兩者不相等?？梢?jiàn)木塊升不到B點(diǎn)，而是升至h＜3.2m的某處。

事實(shí)上，在木塊向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度逐漸減小。當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到某一臨界位置C時(shí)，如圖4所示，木塊所受的重力在繩子方向的分力恰好等于木塊做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力。此時(shí)繩子的拉力為零，繩子便開(kāi)始松馳了。木塊就從這個(gè)位置開(kāi)始，以此時(shí)刻所具有的速度vC作斜上拋運(yùn)動(dòng)。木塊所能到達(dá)的高度就是C點(diǎn)的高度和從C點(diǎn)開(kāi)始的斜上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度之和。

評(píng)析物體能否做圓周運(yùn)動(dòng),是看物體所受合力能否提供物體需要的向心力。若不能提供，物體將離開(kāi)軌道。

篇3

勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：

1、具有初速度（初速度不為零）；

2、始終受到大小不變，方向垂直于速度方向，且在速度方向同一側(cè)的合外力。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在任意相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度都相等，這種運(yùn)動(dòng)就叫做“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”，亦稱(chēng)“勻速率圓周運(yùn)動(dòng)”。因?yàn)槲矬w作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速率不變，但速度方向隨時(shí)發(fā)生變化。所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度每時(shí)每刻都在發(fā)生變化。

（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）

篇4

關(guān)鍵詞：勻速圓周運(yùn)動(dòng)；教法；物理概念；物理規(guī)律；學(xué)習(xí)效率

教師想要提高中職物理教學(xué)中“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”知識(shí)的教學(xué)效率，需要加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于這部分知識(shí)的理解，使其能夠準(zhǔn)確掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和本質(zhì)。只有這樣，才能夠提高“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)的效率，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣和信心，進(jìn)而提高學(xué)生的物理能力，促進(jìn)學(xué)生效果的提升。因而，文章針對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的教學(xué)方法展開(kāi)分析研究，就具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

一、加深學(xué)生對(duì)于物理概念的了解

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等，就稱(chēng)質(zhì)點(diǎn)在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。其主要條件就要求有一定的初速度，并且受到一個(gè)大小不變、始終跟速度垂直的力的作用。教師在教授學(xué)生相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，一定要讓學(xué)生對(duì)于概念定義有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。例如，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線(xiàn)，所以可以用距離和時(shí)間的關(guān)系來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)的速度。因?yàn)槲矬w在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中方向始終指向圓心，所以其屬于一個(gè)變量，通過(guò)這樣的講解能夠引入線(xiàn)速度的概念。同時(shí)，質(zhì)點(diǎn)繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間短，速度快，所以通過(guò)轉(zhuǎn)過(guò)的角度和時(shí)間，就能夠得出角速度和周期。這樣的講解會(huì)讓學(xué)生更加容易接受，同時(shí)學(xué)生在理解的時(shí)候也會(huì)變得更加簡(jiǎn)單，有利于學(xué)生更加輕松地掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)。

二、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的方式，使學(xué)生更加了解物理規(guī)律

演示實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)方面有著重要的幫助作用。通過(guò)教師進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生更加直接地觀看到物理現(xiàn)象，從而對(duì)于物理知識(shí)的理解會(huì)更加深刻。同時(shí)，在觀看演示實(shí)驗(yàn)，很好地掌握了物理知識(shí)之后，能夠讓學(xué)生在需要的時(shí)候更加準(zhǔn)確地使用所學(xué)習(xí)的知識(shí)。例如，在學(xué)習(xí)“曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件”的時(shí)候，教師可以給學(xué)生演示拋粉筆的實(shí)驗(yàn)，然后引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出包括力和速度，并且速度與力不在同一條直線(xiàn)上。通過(guò)這樣的演示方法，使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確地記憶相關(guān)知識(shí)，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都不會(huì)忘記。

三、充分開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，保證學(xué)生學(xué)習(xí)的效率

合作學(xué)習(xí)對(duì)于提高教學(xué)效率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力有著重要的幫助作用，尤其是在勻速圓周運(yùn)動(dòng)這樣比較難的知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中。例如，在對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了初步了解的時(shí)候，可以讓學(xué)生開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，研究有哪些物體的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)研究，學(xué)生會(huì)說(shuō)出有摩天輪、汽車(chē)或火車(chē)的轉(zhuǎn)彎等。這樣學(xué)生就能夠掌握更多的案例，在以后的學(xué)習(xí)中對(duì)于知識(shí)會(huì)有更好的了解。

四、充分利用多媒體教學(xué)的幫助作用

在中職“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用多媒體，會(huì)使教學(xué)效果更加顯著，學(xué)生學(xué)習(xí)的效果也會(huì)明顯提高。因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)中許多實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行起來(lái)會(huì)有一定的問(wèn)題。這個(gè)時(shí)候就可以充分利用多媒體的演示功能，使學(xué)生更加直觀地觀看實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)于相關(guān)知識(shí)有更加清楚的了解。例如火車(chē)轉(zhuǎn)彎、托盤(pán)水平轉(zhuǎn)動(dòng)等實(shí)驗(yàn)，都能通過(guò)多媒體展示出來(lái)，讓學(xué)生在細(xì)致的觀看中更加清楚物理概念，從而有效保證中職“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)教學(xué)的效率，使學(xué)生的綜合能力得到提高。

五、注重教學(xué)評(píng)價(jià)，使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確地掌握知識(shí)

教師在開(kāi)展教學(xué)的時(shí)候，進(jìn)行一些有效的教學(xué)評(píng)價(jià)也是提高教學(xué)效率的重要手段。因?yàn)橥ㄟ^(guò)科學(xué)的評(píng)價(jià)方式，會(huì)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有所提高，同時(shí)會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)成效更加明顯。例如，在學(xué)習(xí)“汽車(chē)過(guò)橋”問(wèn)題的時(shí)候，根據(jù)支持力和重力大小關(guān)系的不同，能夠判斷汽車(chē)是超重還是失重等情況，從而了解到汽車(chē)過(guò)的橋是哪一種類(lèi)型。在學(xué)習(xí)這些知識(shí)的時(shí)候，教師對(duì)于學(xué)生所得出的結(jié)論應(yīng)該有明確的指導(dǎo)，加強(qiáng)評(píng)價(jià)，使學(xué)生能夠明確自己的結(jié)論，從而開(kāi)展適當(dāng)?shù)闹R(shí)記憶。

綜上所述，熟練掌握中職“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)，能夠使學(xué)生的理解能力得到有效提高。同時(shí)，還能讓學(xué)生思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到有效提高，對(duì)于學(xué)生更好地開(kāi)展學(xué)習(xí)和生活提供重要的幫助作用。所以，教師在開(kāi)展教學(xué)的時(shí)候，應(yīng)該豐富教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠從物理知識(shí)中找到事物發(fā)展的規(guī)律，從中感悟出道理，起到真正教學(xué)的目的。

參考文獻(xiàn)：

篇5

在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，是有重力參與提供向心力的，如果沒(méi)有其他的切向力，豎直面上的圓周運(yùn)動(dòng)肯定是非勻速率的，機(jī)械能是守恒的，在水平直徑以上，圓周運(yùn)動(dòng)的每個(gè)位置都可能是某個(gè)速度條件下，各點(diǎn)均存在一定的速度臨界值，物體存在能做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件.

為此，筆者將以繩模型為基點(diǎn)，研究圓周運(yùn)動(dòng)，水平直徑以上各點(diǎn)的臨界速度，并將彈力的方向指向圓心和背向圓心分為兩種情況并結(jié)合具體事例進(jìn)行分析：

1水平直徑以上各點(diǎn)彈力的方向指向圓心

例如系在繩上的小球，過(guò)山車(chē)……

T+mgsinθ=mv2R2，

當(dāng)T=0時(shí)v臨界=gRsinθ.

在水平直徑以上各點(diǎn)不脫離軌道因而可做完整圓周運(yùn)動(dòng)的條件是v≥gRsinθ.

例1如圖2，一個(gè)長(zhǎng)為a的細(xì)線(xiàn)系著一個(gè)小球懸掛在O點(diǎn)靜止不動(dòng).若使小球獲得一個(gè)水平初速度為v0=（2+3）ag，略去空氣阻力.證明：小球的運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)O點(diǎn).

分析與解小球運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)通過(guò)懸點(diǎn)O，是因?yàn)榫€(xiàn)繩在水平直徑上方與水平直徑成某一角度α?xí)r，線(xiàn)繩不再?gòu)埦o，小球開(kāi)始脫離圓軌道而做斜上拋運(yùn)動(dòng)，如圖3所示.我們先來(lái)求出繩上張力為零時(shí)，小球達(dá)到臨界速度v=gasinθ時(shí)的方位角α.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，則有

12mv2=12m（（2+3）ag）2+mga（1+sinα），

3agsinα=v20-2ag，sinα=33.

故這個(gè)位置在距水平直徑h=33a高處.

此后，小球做斜上拋運(yùn)動(dòng)，以?huà)伋鳇c(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系xO′y，我們從豎直方向分運(yùn)動(dòng)求出當(dāng)小球豎直位移為-h的歷時(shí)t：

-h=vtcosα-12gt2；

將h=33a，cosα=63，v=33ag

代入后整理得3gt2-223agt-23a=0，

由此方程解得符合題意的時(shí)間為t=23ag；這段時(shí)間內(nèi)小球完成的水平位移為

x=vtsinα=33ag?23ag?33=63a=acosα，

說(shuō)明小球做斜拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)了坐標(biāo)為（63a，-33a）的懸點(diǎn)O.

2在水平直徑以上各點(diǎn)的彈力方向背離圓心的情況

例如車(chē)，過(guò)拱橋……

mgsinθ-N=mv2R2，

當(dāng)N=0，v臨界=gRsinθ.

在水平直徑以上的各點(diǎn)，不脫離軌道而做完整圓周運(yùn)動(dòng)的條件是

v≤gRsinθ.

篇6

一、平拋運(yùn)動(dòng)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)例題分析

例如，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的方向.在傳統(tǒng)意義上，下面所介紹的認(rèn)識(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向是較為常見(jiàn)的：用細(xì)線(xiàn)系一個(gè)小石塊，手握細(xì)線(xiàn)的另一端把它掄起，使它繞手做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；由于受到細(xì)線(xiàn)的牽引所給予的一個(gè)力的作用，因此并沒(méi)有按照切線(xiàn)方向飛出去，從而我們可以認(rèn)為，勻速圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的物體的運(yùn)動(dòng)方向加速度方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的圓心.該教學(xué)思路經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，得到了廣泛的應(yīng)用.但是我們必須認(rèn)識(shí)到，這種通過(guò)一個(gè)特例得到的結(jié)論，實(shí)際上是沒(méi)有驗(yàn)證過(guò)程而就進(jìn)行推廣到一般情況的典型.雖然是課堂教學(xué)過(guò)程中通過(guò)這一方式為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供一個(gè)例子，無(wú)可厚非，但是如果長(zhǎng)此以往，必然導(dǎo)致學(xué)生習(xí)慣以偏概全，因此可以提出如下問(wèn)題：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度沿什么方向？首先需要對(duì)過(guò)去的思路進(jìn)行模仿，得出結(jié)論：在這兩種情形中，加速度的方向是指向圓心的.然后用運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法分析速度矢量的方向，得出一般性的結(jié)論.

又如，拋體運(yùn)動(dòng).在傳統(tǒng)教學(xué)中，對(duì)于拋體運(yùn)動(dòng)的講解主要是把重點(diǎn)放在平拋運(yùn)動(dòng)上，而作為一個(gè)枯燥無(wú)味的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的要求是“會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)”，這一要求直接為教師的課堂授課方法和內(nèi)容作出了限制.根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的精神，在這一方面新教科書(shū)作出了突破，通過(guò)對(duì)質(zhì)點(diǎn)處于平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的常規(guī)解題方法，形成如下教學(xué)層次：

（1）為了更好地體現(xiàn)普遍性，通過(guò)塊狀紅蠟的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作為研究實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，從而推導(dǎo)出具有普遍意義的方法.紅蠟塊問(wèn)題實(shí)際上在教學(xué)過(guò)程中，主要針對(duì)影響其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分速度來(lái)進(jìn)行加速度和運(yùn)動(dòng)軌跡的推導(dǎo)，而接下來(lái)的例題的應(yīng)用，主要目的則是在于通過(guò)加速度來(lái)對(duì)紅蠟在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下相互垂直的兩個(gè)方向上的分速度的求解.

（2）已知模型飛機(jī)在起飛一刻的速度和仰角度數(shù)，要求求解它在水平方向和豎直方向的分速度情況.要讓學(xué)生在求解過(guò)程中認(rèn)識(shí)到：平面運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的物體運(yùn)動(dòng)可以分解為兩個(gè)相互垂直的方向而進(jìn)行分別研究.

（3）把這個(gè)道理應(yīng)用于平拋運(yùn)動(dòng).誠(chéng)如上述的塊狀紅蠟的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解程序，我們可以對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡和速度的具體情況進(jìn)行更為有效的表達(dá).

（4）如果拋體運(yùn)動(dòng)在拋出的時(shí)刻的速度客觀上并不以水平方向作為主要的運(yùn)動(dòng)方向，那么學(xué)生不僅僅學(xué)習(xí)到了平拋運(yùn)動(dòng)的解題方法，同樣也能夠?qū)ο嚓P(guān)的問(wèn)題形成自己的解題思路：兩個(gè)方向上的受力兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)方程兩個(gè)方向上的位置與時(shí)間的關(guān)系平面中的運(yùn)動(dòng)軌跡（消去t）平面中速度的大小和方向（勾股定理、三角函數(shù)）……

二、兩種運(yùn)動(dòng)的教學(xué)思路反思

1.轉(zhuǎn)變物理教學(xué)理念

作為教學(xué)行為的核心理論支撐點(diǎn)，教學(xué)理念在物理教學(xué)過(guò)程中的重要性是不言而喻的.在新課程背景下，教師應(yīng)該改變傳統(tǒng)意義上的物理教學(xué)理念，不僅僅為學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)提供更為合理的指導(dǎo)，而且要加強(qiáng)對(duì)物理教學(xué)理論方面的學(xué)習(xí)，從而準(zhǔn)確掌握新教材，提升新教材的利用效率.

2.豐富物理專(zhuān)業(yè)學(xué)識(shí)

必要的物理專(zhuān)業(yè)知識(shí)是每一位物理教師都必須掌握的.在新教材的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一要求同樣沒(méi)有改變.尤其是對(duì)于物理著作以及物理論文等文獻(xiàn)的研究和探索，更是提升自身課堂教學(xué)水平的有效途徑.

3.教學(xué)基本策略方面

以相應(yīng)的教學(xué)理論和學(xué)科專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)，物理教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，還應(yīng)該主動(dòng)地采用合理的策略，縮短適應(yīng)新課改的周期.

（1）進(jìn)行物理課案例研究，反思教學(xué)的可行性

教學(xué)案例的選擇，對(duì)于課堂教學(xué)效果的影響是非常明顯而直觀的.案例的有效應(yīng)用和探討，是教師進(jìn)行有效教學(xué)的基礎(chǔ)，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中有著重要的意義.

（2）課后小結(jié)與反思筆記，促成教學(xué)反思的常規(guī)性

篇7

一、 汽車(chē)過(guò)拱形橋和凹形橋情形對(duì)比

當(dāng)汽車(chē)過(guò)凸形橋汽車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，汽車(chē)受到向下的重力和向上的支持力，這兩個(gè)力的合力提供了圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，方向豎直向下即指向圓心，依據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程：mg-F=m .

當(dāng)v增大時(shí)，F(xiàn)減小，當(dāng)F減小到0時(shí)，v= ，v＞ 時(shí)車(chē)將脫離橋面，發(fā)生飛車(chē). 因此當(dāng)汽車(chē)過(guò)拱形橋最高點(diǎn)時(shí)，為了汽車(chē)不騰空，要求行駛的速度不能太快，要小于 .

當(dāng)汽車(chē)過(guò)凹形橋時(shí)，汽車(chē)也做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，汽車(chē)受到向下的重力和向上的支持力，這兩個(gè)力的合力提供了圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由于圓心在最低點(diǎn)的正上方，因此合力豎直向上指向圓心，依據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)列動(dòng)力學(xué)方程：F-mg=m .

依據(jù)表達(dá)式，當(dāng)v增大時(shí)，F(xiàn)增大，當(dāng)汽車(chē)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)由于速度過(guò)大，輪胎對(duì)橋面的壓力很大，對(duì)輪胎和橋面都有磨損，因此過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)汽車(chē)的速度也不能過(guò)大.

比較過(guò)拱形橋和凹形橋時(shí)橋面受到的壓力的大小，前者比后者壓力小.

二、 繩球模型

如圖3所示，質(zhì)量為m的小球，被一長(zhǎng)為r的輕繩系著在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)（不計(jì)阻力），分析小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況.

1. 在最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)小球受力分析，一般小球的受力有兩種情況：

當(dāng)v＞ ，小球受重力和拉

力時(shí)，動(dòng)力學(xué)方程：F+mg=m ；

當(dāng)v= ，小球只受重力作用，依據(jù)動(dòng)力學(xué)方程mg=m ；

當(dāng)v＜ ，由于小球只受重力作用，過(guò)最高點(diǎn)的最小速度v= ，速度再小小球就不能過(guò)最高點(diǎn)，而是沒(méi)到最高點(diǎn)就掉下來(lái).

2. 在最低點(diǎn)時(shí)，小球受力只有一種情況：

小球受到向下的重力和向上的拉力，這兩個(gè)力的合力提供了圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，動(dòng)力學(xué)方程為：mg-F=m .

“繩球模型”的處理方法可以遷移到處理內(nèi)側(cè)軌道和水流星的問(wèn)題中.

三、 內(nèi)側(cè)軌道――翻滾過(guò)山車(chē)

游樂(lè)場(chǎng)里的過(guò)山車(chē)可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來(lái)，要保證過(guò)山車(chē)安全通過(guò)最高點(diǎn)，對(duì)過(guò)山車(chē)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度有什么要求？

過(guò)山車(chē)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)與“繩球模型”類(lèi)似.

當(dāng)在最高點(diǎn)時(shí)，物體受到豎直向下的重力和豎直向下的支持力，

依據(jù)動(dòng)力學(xué)方程F+mg=m .

從表達(dá)式中可知，物體的速度越大，物體與內(nèi)側(cè)軌道擠壓得越緊，物體越不容易掉下來(lái)，當(dāng)v= 時(shí)，物體只受重力作用，所受合力最小，這是能過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件，當(dāng)v＜ 時(shí)，物體過(guò)不了最高點(diǎn)而會(huì)掉下來(lái).

四、 水流星

許多人都看過(guò)雜技表演“水流星”，一根細(xì)繩系著盛水的杯子，演員掄起杯子，杯子就做圓周運(yùn)動(dòng)，不管演員如何掄，水都不會(huì)灑落，這里精彩的表演蘊(yùn)含著深?yuàn)W的物理道理.

如果盛水的杯子是靜止的，把他倒過(guò)來(lái)，水就會(huì)在重力的作用下灑出來(lái)，當(dāng)把杯子掄起來(lái)到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，水做圓周運(yùn)動(dòng)，受到向下的重力和杯底對(duì)它向下的壓力，兩個(gè)力的合力提供了圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.

依據(jù)動(dòng)力學(xué)方程F+mg=m ，

從表達(dá)式中可以看到，只要v≥ ，則F≥0，水要受到杯底的擠壓力，由牛頓第三定律得，水對(duì)杯子要有個(gè)向外的壓力，v越大，水對(duì)杯底的壓力越大，越不容易灑落，而v= 正是水和杯子順利通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的臨界值，因此演員只要保持杯子在最高點(diǎn)的速度不小于 ，他的表演總會(huì)成功.

五、 輕桿模型

如圖7所示，輕桿一端固定一小球，小球另一端為固定轉(zhuǎn)軸，桿 固定軸在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).

1. 在最高點(diǎn)時(shí)小球受力有三種情況：

當(dāng)小球只受重力作用時(shí)，由動(dòng)力學(xué)方程：mg=m ，此時(shí)v= ；

當(dāng)v≥ 時(shí)，小球受到豎直向下的重力和桿對(duì)球豎直向下的拉力，兩個(gè)力的合力提供向心力，由動(dòng)力學(xué)方程：F+mg=m ；

當(dāng)0≤v＜ 時(shí)，小球受到豎直向下的重力和桿對(duì)球豎直向上的支持力，兩個(gè)力的合力提供向心力，由動(dòng)力學(xué)方程：mg-F=m .

2. 在最低點(diǎn)，小球受力只有一種情況：

小球受到向下的重力和向上的拉力，這兩個(gè)力的合力提供向心力，由動(dòng)力學(xué)方程F-mg=m .

六、 細(xì)管軌道

篇8

1、知識(shí)與技能：

①進(jìn)一步加深對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源。

②培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識(shí)的能力。

2、過(guò)程與方法：

①通過(guò)對(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，掌握牛頓第二定律分析向心力的方法。

②調(diào)查公路轉(zhuǎn)彎處或鐵路拐彎處的傾斜情況，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題的能力。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：

①通過(guò)向心力在具體問(wèn)題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。讓學(xué)生獨(dú)立完成一些問(wèn)題的分析，體驗(yàn)獨(dú)立解決問(wèn)題的愉悅。

【教法分析】

這是圓周運(yùn)動(dòng)的很實(shí)用的一節(jié)，也是獲取物理學(xué)習(xí)方法很重要的一節(jié)，也是獲取物理學(xué)習(xí)方法很重要的一節(jié)，教師要善于利用已有知識(shí)讓學(xué)生自己動(dòng)手推導(dǎo)出向心力公式和進(jìn)行正確的受力分析，然后列方程、解方程，進(jìn)而熟練運(yùn)用牛頓第二定律解決向心力問(wèn)題的一般思路與方法。

【學(xué)法分析】

學(xué)生要熟練掌握受力分析、利用牛頓第二定律解決問(wèn)題的一般思路與方法，更進(jìn)一步明確向心力的來(lái)源，理解向心力。是要求學(xué)生多動(dòng)手，多動(dòng)腦。

【重點(diǎn)、難點(diǎn)】

分析具體問(wèn)題中向心力的來(lái)源，離心現(xiàn)象的理解。

【教學(xué)課時(shí)】

2課時(shí)

【教學(xué)媒介及素材】

火車(chē)轉(zhuǎn)彎視頻、雨傘甩雨滴視頻、洗衣機(jī)脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)視頻、汽車(chē)轉(zhuǎn)彎視頻、航天器中的失重現(xiàn)象視頻。

【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】

Ⅰ引入課題

生活中的圓周運(yùn)動(dòng)有很多，請(qǐng)同學(xué)們思考一下生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，舉一些實(shí)例。

（一）鐵路的彎道

［提問(wèn)］標(biāo)準(zhǔn)公路在拐彎處路面有什么特點(diǎn)？對(duì)司機(jī)有什么好處？答:外側(cè)高，內(nèi)側(cè)低。在拐彎時(shí)，司機(jī)幾乎不用轉(zhuǎn)方向盤(pán)。那么火車(chē)轉(zhuǎn)彎會(huì)是什么情況呢？接著放火車(chē)轉(zhuǎn)彎視頻。

通過(guò)分析火車(chē)轉(zhuǎn)彎和汽車(chē)轉(zhuǎn)彎情況類(lèi)似，火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，具有向心加速度是什么力使它產(chǎn)生向心加速度呢？如果內(nèi)外軌道一樣高，外側(cè)車(chē)輪的輪緣擠壓外軌，使外軌發(fā)生彈性形變，外軌對(duì)輪緣的彈力就是火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力。如果在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，那么鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力的方向垂直于軌道指向內(nèi)側(cè)彎道，它與重力的合力指向圓心，為火車(chē)轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力，這就減輕了輪緣與外軌的擠壓。

［歸納總結(jié)］在修筑鐵路時(shí)，根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由重力和支持力的合力提供。

（二）拱形橋

［創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境］水平路面上行駛的汽車(chē)，所受重力、支持力是一對(duì)平衡力，但在過(guò)拱形橋和凹形橋時(shí)，所受重力和支持力是否也是一對(duì)平衡力？教師根據(jù)創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境讓學(xué)生展開(kāi)討論。

［分析］如果汽車(chē)在水平路面上勻速行駛或靜止時(shí)，在豎直方向上受重力和地面的支持力，并且二力平衡。如果是拱形橋，汽車(chē)以某一速度通過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)，橋面受到的壓力如何呢？分析得出，汽車(chē)在共性橋的最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)汽車(chē)受力分析，向心力由重力和支持力的合力提供，而且重力大于橋?qū)ζ?chē)的支持力，而且汽車(chē)對(duì)橋的壓力和橋?qū)ζ?chē)的支持力是一對(duì)相互作用力，大小相等、方向相反、作用在同一條直線(xiàn)上。

［總結(jié)］汽車(chē)對(duì)橋面的壓力小于汽車(chē)的重力。當(dāng)汽車(chē)行駛的速度越大時(shí)，汽車(chē)對(duì)橋面的壓力越小。

［置疑］如果橋面是凹下去的凹形橋，汽車(chē)行駛在下面時(shí)，橋面受到的壓力如何呢？

［分析］學(xué)生根據(jù)上面分析拱形橋的思路，自己分析汽車(chē)通過(guò)凹形橋時(shí)對(duì)橋面的壓力并得出結(jié)論，汽車(chē)對(duì)橋面的壓力大于汽車(chē)的重力，

(三)航天器中的失重現(xiàn)象

［創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境］讓學(xué)生自己閱讀課本上思考與討論的部分，把地球看做一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑，地面上有一輛汽車(chē)，重量是G，地面對(duì)汽車(chē)有支持力的作用，汽車(chē)沿南北方向不斷加速。根據(jù)上面的分析，汽車(chē)速度越大，地面對(duì)它的支持力就越小，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢？速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì)車(chē)的支持力為0？這時(shí)駕駛員與座椅的壓力是多少？駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少？他這時(shí)可能有什么感覺(jué)？

［總結(jié)］人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等航天器進(jìn)入軌道后可近似認(rèn)為繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)航天器所受地球的萬(wàn)有引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。航天器中的人和物隨航天器一起做園中運(yùn)動(dòng)，其向心力也是由萬(wàn)有引力提供的，此時(shí)萬(wàn)有引力全部用來(lái)提供向心力，不對(duì)其他物體產(chǎn)生壓力，即里面的人和物處于完全失重狀態(tài)。

（四）離心運(yùn)動(dòng)

［提問(wèn)］物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果某一時(shí)刻，向心力突然消失，物體將會(huì)怎樣呢？那就是我們要學(xué)習(xí)的離心運(yùn)動(dòng)，播放雨傘甩雨滴視頻、洗衣機(jī)脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)視頻，提高學(xué)生認(rèn)真觀察生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。讓學(xué)生帶著以下三個(gè)問(wèn)題自己看書(shū)，總結(jié)規(guī)律。問(wèn)題一：什么是離心運(yùn)動(dòng)？問(wèn)題二：離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用有哪些？問(wèn)題三：離心運(yùn)動(dòng)的危害和防止。

［分析］做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于慣性，總有沿著切線(xiàn)方向飛去的傾向。但它沒(méi)有飛去，這是因?yàn)橄蛐牧υ诶?，使它與圓心的距離保持不變。一旦向心力突然消失，物體就沿切線(xiàn)方向飛去。比如我們播放的視頻，雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候雨滴還沒(méi)有飛出，當(dāng)雨傘停止時(shí)雨滴由于慣性而飛出，這是日常生活中我們切身經(jīng)歷的現(xiàn)象。出了向心力突然消失這種情況外，在合力不足以提供所需要的向心力時(shí)，物體雖然不會(huì)沿切線(xiàn)飛去，也會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心。這里描述的運(yùn)動(dòng)叫離心運(yùn)動(dòng)，接下來(lái)請(qǐng)學(xué)生思考一個(gè)問(wèn)題，在什么情況下物體會(huì)做近心運(yùn)動(dòng)呢？經(jīng)過(guò)討論讓學(xué)生自己討論得出結(jié)論：向心力過(guò)大時(shí)，物體會(huì)做近心運(yùn)動(dòng)。

【教學(xué)反思】

本節(jié)課要注重讓學(xué)生多思考，多練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)生活，認(rèn)真觀察生活現(xiàn)象的習(xí)慣。讓學(xué)生自己總結(jié)也有利于提高學(xué)生自己分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。在課堂教學(xué)中學(xué)生參與討論的積極行特別高，有的同學(xué)能舉出很合適的例子，比如講到離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，提問(wèn)學(xué)生生活中的離心運(yùn)動(dòng)有哪些時(shí)，有的同學(xué)舉手發(fā)言，舉到了雨傘的例子，轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)停一停，其他的同學(xué)頓時(shí)恍然大悟，有的同學(xué)提問(wèn)為什么洗衣機(jī)脫水筒不停呢？這樣的舉例和問(wèn)題都是高效課堂的保證。我覺(jué)得在以后的教學(xué)過(guò)程中，不光要讓學(xué)生體驗(yàn)到視覺(jué)的沖擊，更要讓每一位學(xué)生從心里上對(duì)物理產(chǎn)生濃厚的興趣，促使自己不斷不探索、不斷去發(fā)現(xiàn)，從中學(xué)時(shí)代培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)能力，希望中國(guó)早日出現(xiàn)像愛(ài)因斯坦一樣偉大的物理學(xué)家。

【教學(xué)創(chuàng)新】

讓學(xué)生分組討論，自己總結(jié)結(jié)論，然后把不同結(jié)論進(jìn)行比較，讓各小組代表進(jìn)行辯論，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

【板書(shū)設(shè)計(jì)】

一、 鐵路的彎道

適當(dāng)選擇內(nèi)外軌高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由重力和支持力的合力提供。

二、 拱形橋

汽車(chē)對(duì)橋面的壓力小于汽車(chē)的重力。當(dāng)汽車(chē)行駛的速度越大時(shí)，汽車(chē)對(duì)橋面的壓力越小。

三、 航天器中的失重現(xiàn)象

篇9

一、圓周運(yùn)動(dòng)核心考點(diǎn)揭秘

勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力與物體所受到的合外力息息相關(guān)，其與合外力的方向相同，指向圓周中心，且二者大小相等.向心力作為圓周運(yùn)動(dòng)的要素之一并沒(méi)有某種確定性，其是由力的作用效果命名的，旨在改變物體線(xiàn)速度的方向，涉及的物理公式包括F=mv2r、F=mw2r、F=m（2πT）2r.向心加速度是一個(gè)變化的加速度，其方向處于變化之中，但總是沿著半徑指向圓心，用于描述物體速度方向變化導(dǎo)致速度變化快慢的物理量.通過(guò)公式a=v2R可以知道，當(dāng)物體處于勻速圓周運(yùn)動(dòng)且線(xiàn)速度一定時(shí)，其圓周半徑恰與向心加速度成反比； 經(jīng)過(guò)變式a=（wr）2r=w2r，知?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)物體角速度一定時(shí)，圓周半徑恰與向心加速度成正比；再由a=r（2πT）2知道，勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，若物體運(yùn)動(dòng)周期一定，則圓周半徑恰與向心加速度成正比.按照量與量間的比例關(guān)系求解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的必備元素，能夠使解題效率大大提高.變速圓周運(yùn)動(dòng)中，因?yàn)橄蛐牧Σ辉俚扔诤贤饬?，其與合外力在圓心方向的一個(gè)分力相等，一般向心力只能改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，物體運(yùn)動(dòng)的速度大小由合外力在切線(xiàn)方向上的分力決定.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是高考考察的重點(diǎn)，由于其既存在能量守恒問(wèn)題，又有臨界問(wèn)題，為高考再創(chuàng)知識(shí)綜合提供條件.需要強(qiáng)調(diào)的是，在豎直面內(nèi)物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其位于圓周最高點(diǎn)時(shí)速度并不為零.

二、 圓周運(yùn)動(dòng)五大高頻考點(diǎn)典析

1.圓周運(yùn)動(dòng)的快慢

線(xiàn)速度、角速度、頻率、周期以及轉(zhuǎn)速等物理量均與圓周運(yùn)動(dòng)快慢密切相關(guān)，這些物理量之間存在著一定的聯(lián)系、區(qū)別，分別于不同側(cè)面對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)快慢進(jìn)行物理描述.一般地，以上物理量存在以下幾方面的聯(lián)系：v=wr，w=2πT，f=1T，n=60f.

例1圖1中的傳動(dòng)裝置中，A、B、C三輪的半徑大小的關(guān)系是rA=rC=2rB，A、B兩輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng).假設(shè)皮帶不打滑，那么三輪的角速度之比、三輪邊緣的線(xiàn)速度大小之比分別為多少？

分析皮帶問(wèn)題具有同一個(gè)轉(zhuǎn)軸的輪子上的點(diǎn)所具有的角速度相同；而皮帶連接的兩輪邊緣上的點(diǎn)則應(yīng)具有一致的線(xiàn)速度.

解因?yàn)槠Р淮蚧?，所以B、C兩輪線(xiàn)速度大小相等，即vB=vC，由v=ωR可知wB∶wC=rC∶rB=2∶1.因?yàn)锳、B兩輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可知wA=wB，vA∶vB=rA∶rB=2∶1.綜上，A、B、C三輪角速度之比wA∶wB∶wC=2∶2∶1，vA∶vB∶vC=2∶1∶1.

2.臨界問(wèn)題

圓周運(yùn)動(dòng)在電磁場(chǎng)方面的運(yùn)用甚廣.當(dāng)粒子進(jìn)入有邊界的磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)因?yàn)檫吔鐥l件的不同而產(chǎn)生臨界狀態(tài)問(wèn)題，例如，遇到帶電粒子恰好不能從某個(gè)邊界射出磁場(chǎng)的條件時(shí)，就可以借助邊界條件確定粒子運(yùn)動(dòng)軌跡、時(shí)間、半徑等等.

例2如下圖所示，某一質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子（重力忽略不計(jì)），正以速度v從a點(diǎn)平行射入第一象限區(qū)域，為了使該粒子以垂直于x軸的速度v從b點(diǎn)射出，可以適當(dāng)添加部分磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直于該平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).假設(shè)該磁場(chǎng)只分布在某一圓形區(qū)域內(nèi)，請(qǐng)求出此磁場(chǎng)的區(qū)域最小半徑.

解由題意可知，若無(wú)磁場(chǎng)作用，粒子將不受力的作用一直保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).當(dāng)加入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)會(huì)做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，qvB=mv2r，得r=mvqB.

粒子從b點(diǎn)射出說(shuō)明其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡是以r為半徑的1/4圓周，且這段圓周恰好與入射速度的延長(zhǎng)線(xiàn)、出射速度反向延長(zhǎng)線(xiàn)相切.要想使磁場(chǎng)作用的范圍最小，則只有當(dāng)兩個(gè)切點(diǎn)的連線(xiàn)為磁場(chǎng)直徑時(shí)最為貼切.所以該圓形磁場(chǎng)的區(qū)域最小半徑應(yīng)為： R=12r2+r2=22r=2mv2qB.

3.向心力分析

物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要向心力的作用使其避免脫離軌道.一般情況下，向心力的大小可根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的線(xiàn)速度、角速度、周期求解.向心力作為效果力在不同問(wèn)題中涉及性質(zhì)力的種類(lèi)有所不同.

例3已知在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中存在一長(zhǎng)度固定的不導(dǎo)電細(xì)線(xiàn)，將其固定于O點(diǎn)，一端連接電量為+q，質(zhì)量為m的小球，在右方將小球拉至細(xì)線(xiàn)與場(chǎng)強(qiáng)方向平行后將其靜止釋放，小球恰能沿圓弧完成往復(fù)運(yùn)動(dòng).已知當(dāng)小球擺至左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)，線(xiàn)與豎直方向的最大夾角為θ，試求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)以及通過(guò)最低點(diǎn)瞬間小球所受到的細(xì)線(xiàn)拉力.

解由于小球帶電量為正可知場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右.根據(jù)動(dòng)能定理，從釋放點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)，WE+WG=0，即qEl（1+sinθ）=mglcosθ，所以E=mgcosθq（1+sinθ）.假設(shè)小球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，速度恰好為v，由動(dòng)能定理可得mgl-qEl=mv2，T-mg=mv2l，聯(lián)立可得T=3mg-2qE=mg（3-2cosθ1+sinθ）.

4.徑向連接體問(wèn)題

在圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)體系中還存在一類(lèi)徑向連接體問(wèn)題，在統(tǒng)一連接體上的物體應(yīng)當(dāng)具有統(tǒng)一的角速度，解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)應(yīng)先利用整體法對(duì)其進(jìn)行受力分析，采取從內(nèi)而外、從大到小的原則進(jìn)行研究.

分析小球的質(zhì)量均相等，其拉力間的關(guān)系應(yīng)與各自的半徑相關(guān).

例4將質(zhì)量均為m的三個(gè)小球A、B、C按照遠(yuǎn)離圓心的規(guī)律固定在同一輕桿上，假設(shè)BC=AB=OA，那么當(dāng)該輕桿在光滑圓盤(pán)上繞圓心O點(diǎn)進(jìn)行勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，BC、AB、OA三段所受到的球的拉力具有怎樣的關(guān)系？

篇10

1源于一道選擇題的爭(zhēng)論

很顯然，首先要對(duì)飛行員進(jìn)行受力分析，然后由合外力提供向心力，從而寫(xiě)出動(dòng)力學(xué)等式.題目思維過(guò)程是簡(jiǎn)單的，但關(guān)于這道題的答案，同學(xué)間爭(zhēng)論不下，一半人認(rèn)為A項(xiàng)正確，一半人人卻認(rèn)為B項(xiàng)是正確的.選A項(xiàng)的理由是，“最多能承受9倍的重力加速度”意指飛行員俯沖時(shí)的最大向心加速度anmax=9g，從而解得結(jié)果為A項(xiàng).選B項(xiàng)的同學(xué)認(rèn)為，“最多能承受9倍的重力加速度”應(yīng)指飛行員在隨飛機(jī)一起做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，身體的各器官組織之間能承受的最大擠壓力（或拉伸力）是9倍的重力，即Fmax=9G.當(dāng)飛機(jī)俯沖到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力的計(jì)算公式F-G=mv2r得到B項(xiàng)答案.同樣，筆者在“百度知道”中也發(fā)現(xiàn)了這兩種截然不同的答案，而且有些老師也對(duì)兩個(gè)選項(xiàng)模糊不清，究竟哪種解釋是合理的？

其實(shí)，這需要用衡量飛機(jī)性能的“過(guò)載系數(shù)”來(lái)闡述題目的本意，從而更合理地解答此題，因?yàn)轱w行員在駕駛飛機(jī)飛行的過(guò)程中所承受的過(guò)載系數(shù)幾乎跟飛機(jī)相同.

2對(duì)飛機(jī)“過(guò)載系數(shù)”的闡述

3對(duì)這道選擇題的反思

由以上分析可以看出，概念“過(guò)載系數(shù)”理解不透徹導(dǎo)致我們出現(xiàn)了解答上的偏差.事實(shí)上，在航空航天學(xué)中對(duì)飛行員最多能承受k倍的重力加速度，即意指過(guò)載系數(shù)為k，也可以直接理解為身體器官最多能承受的作用力為k倍的重力（表達(dá)式為kG，非kg），而非運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大合外力.從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這道選擇題存在表述錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)正確表述成“飛行員最大能承受9倍的重力給身體帶來(lái)的影響”.對(duì)于我們物理教師而言，用“過(guò)載系數(shù)”來(lái)理解出題者的本意是正確解答此道選擇題的關(guān)鍵.當(dāng)然，高中物理教材中并沒(méi)有提及“過(guò)載系數(shù)”概念，需要教師從課外資料中獲取.同時(shí)這也啟示我們，一方面，命題者要規(guī)范題目語(yǔ)言表述，不能在題目中出現(xiàn)陌生的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，更不能產(chǎn)生題意理解上的歧義；另一方面，物理教師在教學(xué)過(guò)程之余要擅于獵取與物理知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的課外專(zhuān)業(yè)知識(shí)，拓寬自身的知識(shí)面，以便于在課堂上旁征博引，舉一反三.

譬如，航天員坐火箭升空和返回地面的過(guò)程中都承受著很大的過(guò)載，所以平時(shí)要進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練.圖6所示即為過(guò)載適應(yīng)性訓(xùn)練的離心機(jī).當(dāng)講到向心力這部分內(nèi)容時(shí)，老師可向?qū)W生拓展離心機(jī)的知識(shí)，讓學(xué)生參與分析向心力的來(lái)源，從而了解宇航員是如何進(jìn)行過(guò)載訓(xùn)練的.這也是降低學(xué)習(xí)物理的抽象程度，增加物理趣味性的重要舉措.再如，我們也可把本文所探討的這道選擇題，改成飛機(jī)在水平面內(nèi)勻速盤(pán)旋時(shí)的情境，給出適當(dāng)?shù)囊阎锢砹?，讓學(xué)生求未知量.