圆周运动导学案.pdf
山西省昔阳县东冶头中学高一物理导学案编写人：卜世冬班级姓名日期1 圆周运动导学案【学习目标】（一）知识与能力1.知道什么是圆周运动和匀速圆周运动。2.知道线速度和角速度的物理意义、定义式、矢量性，了解转速和周期的意义。3.掌握线速度、角速度、转速、周期之间的关系，并.能在具体的情景中应用。（二）过程与方法通过实验观察与思考，总结描述圆周运动的方法（三）情感、态度与价值观通过计算得出自行车前进速度的表达式，从多级变速到无级变速的学习，使学生感知物理知识在生活中的应用。【学习重难点】学习重点：多角度描述圆周运动的快慢；理解描述圆周运动各物理量之间的关系学习难点：推导自行车前进速度的表达式，知道多级变速和无级变速原理。【学法指导】演示实验、观察推理、问题导引、自主合作【学习过程】一实验引入：你能让塑料小球把重物拉起来吗？问题：小球的轨迹是什么？举出几种日常生活中和小球一样轨迹的例子。二 导学问题：1.展示自行车传动装置，如图2 所示。转动脚踏板，通过观察并讨论，比较 a、b 的快慢，得到什么结论？观察并讨论b、c 的快慢，得到什么结论？2.线速度的物理意义、定义、公式、单位、矢量性、平均线速度和瞬时线速度？. 讨论：（ 1）线速度的定义为什么不说用位移除以时间表示？（2）本质上瞬时线速度与速度一样吗？（3）什么是匀速圆周运动？它是匀速运动吗？3 角速度的物理意义、定义、公式、单位？山西省昔阳县东冶头中学高一物理导学案编写人：卜世冬班级姓名日期2 讨论：（ 1）线速度与角速度都是描述快慢的，有什么不同？哪一个与直线运动中所说的快慢相同？（2）自行车传动装置a、b、 c三点中有没有线速度相同的点和角速度相同的点？4.展示石英钟表，观察分针和秒针的针尖，哪个转的快？为什么？什么是周期和转速？物理意义、符号、单位？5.依据定义，推导线速度、角速度、周期和转速之间的关系。6.自行车是一种常见的交通工具，其传动装置主要由齿轮和链条组成，如图2。（1）假设脚踏板每2 秒转 1 圈，要知道自行车前进的速度有多大，还需要测量哪些量？如何用这些量推导出自行车前进的速度？请同学们分组合作学习。（2）变速自行车如图3，如何变速？（3）无级变速的原理是什么？（视频播放）7.总结本节课的主要内容？三课堂检测: 图 3 山西省昔阳县东冶头中学高一物理导学案编写人：卜世冬班级姓名日期3 1.地球可以看做半径为6.4103KM 的球体， 北京的角速度约为40o。位于赤道和北京的两个物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度各是多大？线速度各是多大？2.如图所示为自行车传动装置，若a、b、c 三点的半径分别为r1、r2和 r3，求三点的线速度之比和角速度之比。四课后作业（一）基础巩固1关于角速度和线速度，下列说法正确的是( ) A半径一定，角速度与线速度成反比 B半径一定，角速度与线速度成正比 C线速度一定，角速度与半径成正比 D角速度一定，线速度与半径成反比2一个质点做匀速圆周运动时,它在任意 相等的时间内( )来源 :学。 X。A 通过的弧长相等; B 通过的位移相等C 转过的角度相等; D 速度的变化相等. 3.如图所示，一个环绕中心线AB以一定的角速度转动，下列说法正确的是（）AP、Q两点的角速度相同 B P、Q两点的线速度相同CP、Q两点的角速度之比为3 1 D P、Q两点的线速度之比为3 1 4. 一个大钟的秒针长20cm,则针尖的线速度是 m/s,分针与秒针从某次重合到下次重合的时间为 S. 5如图所示为某一皮带传动装置. 主动轮的半径为r1, 从动轮的半径为r2. 已知主动轮做顺时针转动，转速为n, 转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是（）A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为12rrn D.从动轮的转速为12rrn6如图所示 ,为一种 “滚轮 -平盘无极变速器”的示意图 ,它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成由于摩擦的作用 ,当平盘转动时 ,滚轮就会跟随转动如果认为滚轮不会打滑,那么主动轴转速n1、从动轴转速n2、滚轮半径r 以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x 之间的关系是_7在如图所示的传动装置中，B、C 两轮固定在起绕同转轴转动。A、B 两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA=rC=2 rB，若皮带不打滑，求A、B、C 轮边缘的 a、b、c 三点的角速度之比和线速度之比A Q P 3060O B 山西省昔阳县东冶头中学高一物理导学案编写人：卜世冬班级姓名日期4 （二）能力提升8.、如图所示 , 直径为d的纸制圆筒以角速度绕垂直纸面的轴O匀速转动 （图示为截面） .从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒. 若子弹在圆筒旋转不到半周时, 在圆周上留下a、b两个弹孔 . 已知aO和bO夹角为 , 求子弹的速度. 9 如图所示 , 半径为R的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动, 当半径OB转到某一方向时, 在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球, 小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时 , 小球与圆板只碰一次, 且相碰点为B? 10. 如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B.一质量为m的小球从入口沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内，要使球从出口B处飞出， 小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件？【学习反思 】山西省昔阳县东冶头中学高一物理导学案编写人：卜世冬班级姓名日期5 【科学、技术与社会】无级变速汽车的原理CVT(Continuously Variable Transmission)技术即无级变速技术，它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器（VDT-CVT ），目前国内市场上能见到的、采用了这种技术的只有奥迪、派力奥(西耶那、周末风)、飞度和旗云4 款车型。无级变速器和自动变速器的渊源自动变速器是为了简便操作、降低驾驶疲劳而生的，按齿轮变速系统的控制方式，它可以分为液控液压自动变速器和电控液压自动变速器；按传动比的变化方式又可分为有级式自动变速器和无级式自动变速器。因此， 无级变速器实际上是自动变速器的一种，但它比常见的自动变速器要复杂得多，技术上也更为先进。无级变速器与常见的液压自动变速器最大的不同是在结构上，后者是由液压控制的齿轮变速系统构成， 还是有挡位的， 它所能实现的是在两挡之间的无级变速，而无级变速器则是两组变速轮盘和一条传动带组成的，比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使车速变化更为平稳，没有传统变速器换挡时那种“顿”的感觉。奥迪 Multitronic无级 /手动一体变速器奥迪的Multitronic变速器是在原有无级变速器的基础上安装了一种称为多片式链带的传动组件， 这种组件大大拓展了无级变速器的使用范围，能够传递和控制峰值高达280 N m的动力输出， 其传动比超过了以前各种自动变速器的极限值。该变速器的明显优势是耗能少，反应更快，从车辆的整体性能来看，装有 Multitronic 变速器的奥迪A6 2.8 轿车的 0100 km/h加速时间比同级普通自动变速器车型快了1.3 s，百公里油耗降低了0.9 L。Multitronic 还采用了全新的电子控制系统，以克服原有无级变速器的不足。比如在上下坡时， 系统能自动探测坡度，并通过调整速比增加动力输出或加大发动机的制动扭矩来协助车辆行驶。相对于传统的自动变速器，Multitronic有更高的灵活性， 在增加或删除变速模式的时候，只需要更改电脑程序即可改变齿轮的比数和半径，因此可以和多台不同类型、不同输出特性的发动机配合使用。旗云 CVT 旗云 CVT 采用了德国ZF 公司生产的VT1F 无级变速器，和它出色的发动机一起，这一整套动力和传动系统都来自于宝马MINI COOPER 。 该无级变速器有无级变速、自动巡航、运动模式和挡手动4 种驾驶模式，与电子油门配合以后更接近智能化控制，采用了CVT变速器的旗云百公里油耗仅比原来增加了0.3 L（厂家数字）。派力奥 (西耶那、周末风)Speedgear 山西省昔阳县东冶头中学高一物理导学案编写人：卜世冬班级姓名日期6 派力奥 Speedgear是一种手 /自一体式电控无级变速器（ECVT ），南京菲亚特率先把它应用在小型车上。它提供两种换挡模式：电控无级自动变速模式和6 挡顺序手动变速模式，驾驶者可以根据喜好选择不同的换挡方法。Speedgear 由液力扭矩转换器、两个可变直径钢带轮和一根传动金属带（一定数量的钢片和两根9层钢带）组成， 具有更宽的传动比，同时具有无级变速器结构简单、体积紧凑的特点。飞度 CVT 飞度的 CVT 无级变速器是专门为小型车设计的，属于新一代钢带无级自动变速器，可允许两个带轮之间进行高扭矩传递，运转平稳、传动效率高，是小型车里较好的。飞度的CVT 变速器还带有S 挡(运动模式 )，既追求流畅感、低油耗，又不乏驾驶乐趣。CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间，但它比传统的手动和自动变速器的优势却是显而易见的：1. 结构简单，体积小，零件少，大批量生产后的成本肯定要低于当前普通自动变速器的成本；2. 它的工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低油耗和排放；3. 具有较高的传送效率，功率损失少，经济性高。当然， CVT技术也有它的弱点，比如传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等等，这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。目前 CVT 技术发展得相当迅速，各大汽车厂家都在加强这一领域的研发。尤其是在混合动力汽车具有广泛前景的将来，CVT的地位和作用更是无可替代，它将会是未来变速器发展的大趋势
