圆周运动-教学设计.docx

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1、圆周运动课题圆周运动 单元 6 学科 物理 年级 高一教材分析本节是人教版必修 2 第六章第 1节的内容，圆周运动是学生在充分掌握了曲线运动 的规律后，接触到的一个较为复杂的曲线运动，本节内容作为该部分的起始章节，主要 向学生介绍圆周运动的几个基本概念，为后继的学习打下一个良好的基础。圆周运动是 曲线运动的一种特殊情况，生活中随处可见，在学习过程中，只要注意观察和实验，并 结合实际经验，很好地理解和掌握圆周运动、匀速圆周运动的概念，重点理解和掌握线 速度 v、角速度 、周期 T 和转速 n 的意义及相互关系。明确线速度和角速度是从不同 的角度来描述圆周运动的快慢，线速度描述质点沿圆弧运动的快慢

2、，角速度描述质点绕 圆心转动的快慢。教学目标与核心素养一、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。二、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

3、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。教学难点理解线速度、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。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课生活中我们经常用钟表，钟表一般在表面上有三根指针，仔细观察时针、分针、秒针的运动，他们有 什么规律？。出示图片：钟表时针、分针、秒针都做圆周运动。学生观察思 考，讨论后各 抒己见。通过生活中的一 些现象引起学生 探求物理知识的 兴趣，

4、同时为圆 周运动的学习打 下伏笔。那么怎样描述圆周运动的快慢呢？ 思考讨论：将自行车后轮架起，转动脚踏板，注 意观察 A、B、C 哪个点运动得更快些？你能说出判 断运动快慢的依据吗？可以比较物体在相同的时间内通过的圆弧的长短sA =s Bs C；相同的时间内半径转过的角度大小：A B= C今天我们就来学习描述圆周运动的基本物理量。讲授新课一、圆周运动： 在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一 部分的运动叫做圆周运动。出示图片：过山车、自行车二、线速度 1、定义：质点做圆周运动通过的弧长s 和所用时间 t 的比值叫做线速度，用符号 v 表示，则认真听老师讲 解，对要学习 的内容充满信 心。掌

5、握线速度的基 本知识，注意： s 是弧长并非位 移，体会极限思 想在物理上的应 用s 是弧长并非位移。当 t 趋近零时，弧长 s 就等于物体的位移，式中的 v 就是直线运动中学过的瞬时速度。2、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。3、单位： m/s4、方向：线速度的方向为物体做圆周运动时该5、匀速圆周运动（1）定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的 大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。学生概括出质 点做匀速圆周 运动的特征， 并思考讨论： 匀速圆周运动 中匀速指的是 什么。掌握匀速圆周运 动的实质是线速 度大小不变，线 速度方向是在时 刻变化。任意相等时间内通过的圆弧长度相等。思考讨论：匀速

6、圆周运动是匀速运动吗？匀速圆周运动中匀速指的是什么？因为线速度的方向是不断变化着的，所以匀速圆 周运动不是匀速运动，而是一种变速曲线运动，匀速 圆周运动中匀速指的是线速度大小不变的运动。2、匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化 的，因此它是一种变速运动，这里的“匀速”是指速 率不变。三、角速度出示图片：自行车的齿轮与链条 自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离 齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通 过的弧长是相等的，即线速度大小相等。出示图片：自行车的齿轮 由于两个齿轮的半径不同，因而相等时间内大、 小齿轮边缘的点转过的角度不同。我们引入角速度这个物理量来描述做圆周运动的 物体绕

7、圆心转动的快慢。1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。2、定义：质点所在的半径转过圆心角和所用时间 t 的比值叫做角速度。观察图片思考讨论。让学生理解大、 小齿轮边缘的点 线速度大小相 等，但转过的角 度不同。认真听老师讲解。掌握角速度的基本知识。3、大小：表示单位时间内半径转过的角度4、单位： rad/s在运算中，通常把“弧度”或“ rad”略去不 写，所以角速度的单位可以写为s-15、圆心角 的大小可以用弧长和半径的比值来 描述即： s/r，这个比值是没有单位的，为了描 述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就 是弧度。弧度不是通常意义上的单位，计算时，不能 将弧度带到算式中。6、

8、匀速圆周运动是角速度不变的运动 由于匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，物 体在相等时间内通过的弧长相等，所以物体在相等时 间内转过的角度也相等。因此可以说，匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 四、周期、频率和转速1、周期 做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫 作周期，用 T 表示，它的单位与时间的单位相同。2、频率周期的倒数叫频率，用 f 表示，单位 HZ 。表示一秒内转过的圈数，频率越高表明物体运转 得越快。3、转速：是指物体转动的圈数与所用时间之 比，常用符号 n 表示 .4、转速的单位转每秒（ r/s ），或转每分（ r/min ）。注意：以上 都不是国际单位制中的单位，运算时

9、往往要把它们换 算成弧度每秒。5、物理意义频率 /转速越大表明物体运转得越快。周期越小 表明物体运动得越快。五、 v、 、 T（Fn） 的关系 思考讨论：阅读课文说一说线速度与角速度有什 么关系？设物体做圆周运动的半径为 r，由 A 运动到 B 的 时间为 t， AB 弧的弧长为 s，AB 弧对应的圆心角 为 。由于 vs/ t / t，当 以弧度为单位 时， s/r，由此可得：阅读课文理解 周期、频率和 转速的概念以 及意义。思考讨论：阅 读课文说一说 线速度与角速 度有什么关 系？锻炼学生的自主学习能力。理解掌握 v rv r1、线速度与角速度的关系： v r 在圆周运动中，线速度的大小等

10、于角速度的大小 与半径的乘积。2、v与 T的关系：3、与 T(Fn)的关系：学生尽可能通 过自己的努力 思考得出四者 的关系。锻炼学生对知识的灵活运用能力思考与讨论 1：甲图为皮带传动装置，试分析A、B 两点的线速度及角速度关系学生思考讨论掌握解题的一些基本模型甲：皮带传动 参考答案：皮带传动时，在相同的时间内， A、 B 两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相 同；又 vr，当 v 一定时，角速度与半径成反比， 半径大的角速度小： AvC思考与讨论 3：如图为齿轮传动装置两个齿轮轮 齿啮合， A、 B 两点分别是两个齿轮边缘上的点。试分析 A、 B 两点的线速度及角速度关系参考答案： A

11、、 B 两点的线速度大小相同；当 v 一定时，角速度与半径成反比A/B r2/r1AB= C 【例题】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 4.0 m。当他的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆周运 动的角速度是多少？周期是多少？分析已知小孩做匀速圆周运动的半径和线速度， 可以根据线速度、角速度、周期之间的关系，求出他 做匀速圆周运动的角速度和周期。解：当小孩的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆 周运动的角速度 v/ r 2.0/4.0 rad/s 0.5 rad/s 他做匀速圆周运动的周期T2r/v2 4.0/2.0 s12.6 s 当小

12、孩的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是 0.5 rad/s，周期是 12.6 s。课堂练习 1下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是 （）A是线速度不变的运动B是角速度不变的运动C是角速度不断变化的运动D是相对圆心位移不变的运动答案： B2.关于物体做匀速圆周运动，说法正确的是（）A.线速度不变B.加速度不变C.角速度不变D.周期不变答案： CD3、A，B 两物体都做匀速圆周运动，在A 转过45角的时间内， B 转过了 60 角，则 A 物体的角速度 与 B 的角速度之比为（ ）A.1：1B.4：3C.3：4D.16 ： 9答案： C4、（多选 ）对于做匀速圆周运动的物体

13、，下列说 法中正确的是 （ ）A其转速与角速度成正比，其周期与角速度成 反比B运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度 来描述C匀速圆周运动不是匀速运动，因为其轨迹是学生练习巩固所学的知识曲线D做匀速圆周运动的物体线速度的方向时刻都 在改变，角速度的方向也时刻都在改变答案： ABC拓展提高1、如图所示为一种早期的自行车，这种不带链 条传动的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时 主要是为了 ( )A提高速度B 提高稳定性C骑行方便D减小阻力答案： A 2、两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所 示， AB 两点的半径之比为 2：1，CD 两点的半径之A.A、B 两点的线速度之比为vA ：vB=1：

14、2B.A、C两点的线速度之比为vA ：vC=1：1C.A、C 两点的角速度之比为A： C=1：2D.A、D 两点的线速度之比为vA ：vD=1：2答案： C3、如图，静止在地球上的物体都要随地球一起转动， a 是位于赤道上的一点， b 是位于北纬 30的 一点，则下列说法正确的是 ( )A.a、b 两点 B.它们的角速 C.a、 b 两点D.a、b 两点答案： AD的运动周期都相同度是不同的的线速度大小相同线速度大小之比为 2： 3课堂小结1.线速度：做圆周运动的物体通过的弧长与所有 时间的比值 v=s/ t2、匀速圆周运动：匀速的含义是指“速率不 变”。角速度不变的运动3.角速度：做圆周运动

15、的物体的半径扫描过的角度与时间的比值 =/ t 单位： rad/s4、v与 T的关系： v=2r/T5、与 T(Fn)的关系：=2T/=2f=2n梳理自己本节所学知识进行交流根据学生表述， 查漏补缺，并有 针对性地进行讲 解补充。板书一、圆周运动：在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一 部分的运动叫做圆周运动。二、线速度1、 v=s/ t，s 是弧长并非位移2、匀速圆周运动任意相等时间内通过的圆弧长 度相等。：三、角速度=/ t 单位： rad/s；匀速圆周运动是角速度不 变的运动。四、周期、频率和转速 频率越高表明物体运转得越快。频率 / 转速越大表明物体运转得越快。周期越小表明物体运动得越 快。五、 v、T(Fn)的关系1、v与T的关系： v=2r/T2、与 T(Fn)的关系：=2T/=2f=2n