教案圆周运动与天体运动.docVIP

学生: 教师: 王老师 班主任： 朱老师 日期: 2011/8/ 时段: ---- 课题 向心力，圆周运动与万有引力 教学目标 1.理解以及运用万有引力定律以及开普勒定律 2理解圆周运动状态下物体的受力情况与运动情况 重难点透视 做圆周运动的物体的受力情况与运动情况 天体运动的分析 知识点剖析 序号 知识点 预估时间 掌握情况 1 提出问题，复习知识 10分钟 2 20分钟 3 40分钟 4 40分钟 5 课后总结 10分钟 教学内容 课程导入： 之前我们学过物体在直线上的运动，后来通过平抛运动的研究，我们发现物体在与速度方向不同的方向上运动会改变物体运行的方向，那么自然界之中有很多物体做着圆周运动或者近似的圆周运动，这种运动的受力情况和运动情况是什么样呢，这节课我们就深入的研究这个问题。 向心力 圆周运动：质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动时，即其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。它是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。圆周运动分为，匀速圆周运动和变速圆周运动（如：竖直平面内绳/杆转动小球、竖直平面内的圆锥摆运动）。在圆周运动中，最常见和最简单的是匀速圆周运动（因为速度是矢量，所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动）。：轨迹是圆，周期 ，线速度的大小(注：线速度是改变的，因为线速度是矢量,方向时时在变化)和向心加速度的大小不变。 　　线速度定义：质点沿圆周运动通过的弧长ΔL与所用的时间Δt的比值叫做线速度。 　　线速度的：描述质点沿圆周运动的快慢，是矢量。 　　角速度的定义:半径转过的弧度（弧度制：360°=2π）与所用时间t的比值。 　　周期的定义：作匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间. 转速的定义：作匀速圆周运动的物体，每秒转过的弧度。 　　注意：圆周运动不是匀速运动，而是变速曲线运动！ 主要公式 　　线速度v=S/t ,角速度ω=弧度/t , 　　由以上可推导出线速度v=ωr, 　　求线速度，除了可以用v=S/t,也可推导出v=2πr/T（注：T为周期）=ωr=2πrn（注：n代表转速，n与可以T可以互相转换，公式为T=1/n），π代表圆周率 　　同样的,求角速度可以用ω=弧度/t =2π/T=v/r=2πn 　　其中S为弧长，r指半径，V为线速度，a为加速度，T为周期，ω为角速度（单位：rad/s）。一般地，将作圆周运动的物体所受的合力分解为径向分力（使物体保持圆轨道运动）和切向分力（使物体速度发生变化）。 　　向心力的大小由运动物体的瞬时速度决定。 绳子末端的物体在这种情况下，受到的力量可以分为径向分力和切线分力。径向分力可以指向中心也可以向外。向心力，是使质点（或物体）作曲线运动时所需的指向曲率中心（圆周运动时即为圆心）的力。物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力（或外力沿半径指向圆心方向的分力）称为向心力，又称法向力。是由合外力提供或充当的向心力。匀速圆周运动（或称空加速运动）的速度方向时刻改变，必定存在加速度．从运动学角度可以 证明，做匀速圆周运动的物体的加速度大小为a=v^2/r=ω^2r，方向总是指向圆心，因此匀速圆周运动的加速度，叫向心加速度。向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，方向指向圆心，与速度v垂直。 匀速圆周运动的速度和加速度，虽然大小均不变，但它们的方向却时刻变化。因此，匀速圆周运动是变速运动，而且是非匀变速运动。向心力是从力的作用效果来命名的，因为它产生指向圆心的加速度，所以称它为向心力。它不是具有确定性质的某种类型的力。相反，任何性质的力都可以作为向心力。实际上它可是某种性质的一个力，或某个力的分力，还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力 向心力为何不把物体拉向圆心 做圆周运动的物体，速度方向时刻要改变，为了改变物体速度的方向，需要一定大小的力，设想物体没有受力，那么在惯性作用下不是会沿着切线方向飞出去吗？而物体做圆周运动时，向心力的大小恰好就等于所需要的力，因而它没有“余力”把物体拉向圆心。实际上，如果向心力大于做圆周运动所需的值，就确实会把物体拉向圆心。　　圆周运动按照速度大小是否变化可分为匀速圆周运动和非匀速圆周运动两类 。 做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，只是方向改变，因此加速度总是指向圆心，其大小不变；合外力亦总是指向圆心，大小不变。 做非匀速圆周运动的物体，速度方向和大小均变，它除了有指向圆心的加速度外，还有沿切线方向的加速度，所以合加速度不指向圆心，所受合外力也不指向圆心。物体的向心加速度大小a=v^2