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§6.1圆周运动
目标展示〖教学目标〗1、知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动。2、知道线速度的物理意义、定义式、矢量性，知道匀速圆周运动线速度的特点。3、知道角速度的物理意义、定义式及单位，了解转速和周期的意义。4、掌握线速度和角速度的关系，掌握角速度与转速、周期的关系。5、能在具体的情景中确定线速度和角速度与半径的关系。〖核心素养〗物理观念：通过对圆周运动知识的学习，培养学生对同一问题多角度进行分析研究的物理观念。科学思维：通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。科学探究：通过课堂演示实验的观察，引导学生归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量。科学态度与责任：经历观察、分析总结、及探究等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。〖教学重点与难点〗重点：线速度、角速度的概念以及它们之间的联系线速度、角速度、周期概念的理解，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点。难点：理解线速度、角速度的物理意义和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。
预习案
使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！）
1．首先明确“知识必备”中的两个知识点；然后再通读教材，查找资料，完成“教材助读”中的问题；
2．完成时间：20分钟。
知识必备（你准备好了吗？）
1．知道与圆有关的初中几何知识；
2．知道曲线运动的速度方向与轨迹相切。
教材助读（问题引领方向！）
1．如何比较圆周运动的快慢？
2．认识线速度角速度周期频率转速这几个物理量
预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！）
1.我们可以用多种方法来描述圆周运动物体运动的快慢，以下各方法分别对应哪个物理量？
相同的时间内比较物体经过的弧长：____________；
相同的时间内比较物体转过的角度：____________；
比较物体转过一圈所用的时间：____________；
比较物体在相同的时间内转过的圈数：____________。
2.判一判
(1)做圆周运动的物体，其线速度的方向是不断变化的( )
(2)线速度越大，角速度一定越大( )
(3)转速越大，周期一定越大( )
(4)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等( )
(5)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同( )
(6)匀速圆周运动是一种匀速运动( )
我的疑问（发现问题比解决问题更重要！）
请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。
探究案
质疑探究（质疑解疑，合作探究）
探究点一：描述圆周运动的物理量及其关系
例1.一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为4.0m，10 s内转过的弧长为20m，试求小孩做圆周运动时
(1)线速度的大小；
(2)角速度的大小；
(3)周期的大小。
针对训练1.某只走时准确的时钟，分针与时针有转动轴到针尖的长度比为1.2：1，求：
(1)分针与时针的角速度之比是多少？
(2)秒针与时针的周期之比是多少？
(3)分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少？
针对训练2.某计算机上的硬盘的磁道和扇区如图所示．这块硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为1/8192圆周），每个扇区可以记录512个字节．电动机使磁盘以7200r/min的转速匀速转动．磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道，求：
- 不计磁头转移磁道的时间，计算机1s内最多可以从一个硬盘面上读取多少个字节
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
探究点二：几种常见联动装置及其特点
例2.如图为四种联动装置的模型图．
试分别分析四种情况下A、B两点的线速度及角速度关系
针对训练3.如图所示是中国古代玩具饮水鸟的示意图,它的神奇之处是,在鸟的面前放上一杯水,鸟就会俯下身去,把嘴浸到水里,“喝”了一口水后,鸟将绕着O点不停摆动,一会儿它又会俯下身去,再“喝”一口水。P、Q是饮水鸟上两点,且,则在摆动过程中( )
A.P点的线速度小于Q点的线速度
B.P点的角速度等于Q点的角速度
C.P点的向心加速度小于Q点的向心加速度
D.P、Q两点的线速度方向相反
针对训练4.如图所示为“行星传动示意图”。中心“太阳轮”的转动轴固定，齿数为30，周围四个“行星轮”的转动轴固定，其齿数为20，“齿圈”的齿数为70，A、B、C分别是“太阳轮”、“行星轮”、“齿圈”边缘上的点，齿轮传动过程不打滑，那么（ ）
A.A点与B点的角速度相同
B.A点与B点的线速度相同
C.B点与C点的转速之比为7：2
D.A点与C点的周期之比为1：1
针对训练5.“单车共享”是目前中国规模最大的近距离交通代步方案，为我们提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的共享服务。下图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和大小齿轮外沿上的点，其中RA=2RB=5RC，下列说法中正确的是（ ）
A．A点和B点的线速度，vA=2vB
B．A点与C点的线速度，vC=vA
C．B点与C点的角速度，2ωB=5ωC
D．A点与B点的角速度，2ωA=5ωB
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
（1）同轴转动角速度相同，传动问题（皮带传动，此轮传动，摩擦传动）线速度相同，解题首先抓住相同点v或者w，根据公式v=wr求出另一个。
探究点三：圆周运动的周期性和多解性
例3.有一种工作时扇面上能够显示各种图案的创意风扇，如图，其原理是在其中一片扇叶上设置一列发光二极管，当扇叶转动起来时，控制各二极管的明灭就可以显示各种图案了，如图，现令所有二极管保持同步明灭，而且每次发光均持续时间kT2（k<1），每次灭的时间均持续（1<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>k）T2，若扇叶转动的周期为T1，且T1、T2、k均可在较大范围内独立调节。若在某次调试后成功显示出一个“不动”的扇环（非图所示图案），且扇环所对应的圆心角为θ，那么（ ）
A．k一定等于<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>
B．若重新调节，将风扇转速加倍，所看到的图案的圆心角一定变成2θ
C．若重新调节，只要满足T1>kT2，所看到的图案一定为闭合的圆环
D．若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……），所看到的图案一定是“不动”的
例4.如图所示,一位同学玩飞镖游戏,圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛岀的同时,圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,求:
(1)圆盘的半径;
(2)圆盘转动角速度的最小值。
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
因匀速圆周运动具有周期性，使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生，这就要求我们在确定做匀速圆周运动物体的运动时间时，必须把各种可能都考虑进去，一般t＝nT(T为运动周期，n为运动圈数)．
探究点四：圆周运动的追赶问题
例5.如图甲所示，生活中我们常看见在时钟表盘出现分针和时针相遇的情景，其中的物理关系可以简化成图乙模型，有A、B两质点绕同一点O做匀速圆周运动，运动方向相同。已知A的周期为<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>，B的周期为<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>，且<Object: word/embeddings/oleObject5.bin>，若设A、B运动到图示位置为第一次相遇，则两质点下一次相遇所用的时间为（ ）
A．<Object: word/embeddings/oleObject6.bin> B．<Object: word/embeddings/oleObject7.bin> C．<Object: word/embeddings/oleObject8.bin> D．<Object: word/embeddings/oleObject9.bin>
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
圆周运动中的追赶问题中，若转动方向一致，则两者转过角度之差等于2π时再次相遇；若转动方向相反，则两者转过角度之和等于2π时再次相遇。
探究点五：圆周运动与平抛运动的综合
例6.如图所示是一把湿雨伞示意图，当雨伞绕着中心轴线旋转，雨滴跟随雨伞做圆周运动，逐渐增大角速度，当达到一定的角速度时，伞边缘的雨滴就会沿边缘切线方向甩出去做平抛运动，雨伞边缘距地面高度为H，设雨滴的质量为m的，雨伞投影半径为R，雨滴落地时距离中心伞柄的距离为r，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）雨滴甩出后在空中飞行时间为多少？
（2）雨滴甩出时的初速度v为多少？
（3）雨滴甩出时雨伞的角速度为多少？
我的收获（反思静悟，体验成功）
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