高一物理角速度與線速度的關系.doc

第四章 B 角速度 角速度與線速度的關系一、教學任務分析本設計的主要內容有：角速度，角速度與線速度的關系，角速度、線速度與周期及轉速的關系。它是對描述勻速圓周運動的進一步學習，也是今后學習“向心力、向心加速度”等內容的重要基礎。本課從觀看高考資源網教室中電風扇的轉動入手，通過對葉片上各質點運動相同點、不同點的比較，建立角速度概念。通過實例首先讓學生討論角速度與線速度的關系，進而利用已學物理學知識、數(shù)學知識推導它們的關系，以達到對知識的真正理解，起到突出重點，突破難點的作用。教學中通過對自行車等實際物體運動的探索研究，讓學生感受到圓周運動在生產、生活、科技中的廣泛存在及應用，從而對圓周運動問題產生較強的興趣，也為以后的學習打下較好地基礎。二、教學目標1知識與技能（1）理解角速度的概念并知道其單位。（1）理解角速度與線速度的關系。（1）知道周期、轉速與角速度、線速度的關系。2過程與方法（1）通過從實例的分析建立“角速度”概念的過程，認識到聯(lián)系實際進行分析、歸納是建立物理概念的重要方法之一。（2）通過應用比較的方法，認識描述“直線運動”和“圓周運動”方法的區(qū)別，感受比較的方法在區(qū)分類似物理概念中的作用。3情感、態(tài)度與價值觀（1）通過對生活實例的分析以及對自行車相關問題的探索研究，感悟物理源于生活，提高學習物理的興趣。（2）通過教學過程中的討論、交流，感受交流合作是學習的重要方式之一，激發(fā)與他人合作、交流的愿望。三、教學的重點和難點重點：角速度的概念以及角速度與線速度的關系。難點：角速度的概念以及其單位rad/s（弧度/秒）的含義。四、教學資源￥資%源網電腦、投影儀、多媒體課件、自行車等。五、教學設計思路本設計一包括三部分內容，一是角速度的概念；二是角速度與線速度的關系；三是角速度、線速度與周期、轉速的關系。本設計的基本思路是：以生活生產中常見的轉動實例為基礎，通過分析、比較得出角速度的概念，繼而根據線速度的定義以及數(shù)學知識推導出線速度與角速度關系。然后根據周期、轉速的含定義導出它們與角速度、線速度的關系式。最后通過對自行車的探索研究，鞏固所學知識，感悟物理學在生活、生產等方面的重要作用。本設計要突出的重點是：角速度的概念以及角速度與線速度的關系。方法是：從觀察電風扇的轉動入手，根據事實“每個葉片上的不同點線速度雖不一樣，但我們仍說各點轉的一樣快”，幫助學生明白僅僅用線速度描述圓周運動的快慢是不夠的，還需要用與轉動有關的物理量來更全面地描述圓周運動的快慢，從而真正理解引入“角速度”的意義。教學時，對于角速度的定義要注意引導學生與線速度的定義進行比較。在導出角速度和線速度的關系式v r后，要注意結合實例討論，引導學生認識角速度和線速度的區(qū)別與聯(lián)系。本設計要突破的難點是：角速度的概念以及其單位rad/s（弧度/秒）的含義。讓學生正確理解角速度的概念（同上）。而正確理解角速度單位的方法是：從弧度的含義出發(fā)，通過實例認識rad/s的物理意義，并用練習進行鞏固。本設計強調：新知識與已學知識、新知識與生產、生活、科技實例的聯(lián)系，重視概念的形成過程以及伴隨這一過程的的科學方法。完成本設計的內容約需2課時。情景II展示實物或錄像2設問2情景III展示實物或錄像3設問3線速度和角速度的關系周期 轉速 與線速度、角速度的關系活動展示自行車設問4情景I展示實物或錄像1t相同,半徑轉過的角度相等角速度的定義和單位問題設問1各質點具有相等的周期六、教學流程1教學流程圖2流程圖說明情景I 展示實物或錄像帶通過設問1“勻速轉動物體上的各質點，在轉動過程中，它們的速度大小是不同的，那么它們具有那些共同特征呢？”指導學生觀察討論，得出“各質點具有相同的轉動周期和各質點所在半徑在單位時間內轉過的角度相同”的結論。讓學生看出僅僅用線速度來描述圓周運動的快慢是不夠的，還需要用與轉動有關的物理量更全面地描述圓周運動的快慢。情景II 用課件或錄像2，設問設問2“如果已知某電風扇的轉動角速度為100弧度/秒，那么葉片上距中心軸0.30米處的一點A線速度多大?”接著利用實例以及“線速度”、“弧度”的概念引導學生推導角速度與線速度的關系vr; = 。情景III 展示實物或錄像3，設問3與情景II以及設問類似，最好利用實例以及周期、轉速、線速度、角速度的物理意義來引導學生推導它們之間的關系，這樣有利于學生的理解與記憶。活動 展示自行車，設問4最后一部分是對自行車的探索研究，其主要內容是：（1）自行車正常行駛過程中有那些部件做圓周運動? （2）這些部件上的點其線速度角速度有何關系? （3）自行車的行駛速度與那些因素有關?3教學的主要環(huán)節(jié)根據本節(jié)知識的形成過程，本教學設計將本課課時分為三個主要環(huán)：參見教學流程圖。七、教案示例（教學實錄節(jié)選）情景展示：展示勻速轉動的電風扇（實物或錄像）師：通過上一節(jié)課的學習我們已經知道可用“線速度”描述質點作圓周運動的快慢。勻速轉動的電風扇上各質點的線速度大小是不同的，那么它們具有那些共同特點呢情景觀察提示：在翼片半徑連線上任意取兩點，在轉過一周時，它們的線速度大小怎樣？轉過的角度怎樣？生：學生觀察討論后得出：“各質點所在半徑在相同時間內轉過的角度相同”以及“周期相等”師：可見，僅僅用線速度來描述圓周運動的快慢是不夠的，還需要用與轉動有關的物理量更全面地描述圓周運動的快慢板書 (一) 角速度 定義：當質點做圓周運動時，質點所在半徑轉過的角度與所用時間t的比值就是角速度的大小。公式: =/t單位: rad/s（弧度/秒）， 360 = 2rad 。例題：計算地球和月亮公轉的角速度 地月通過計算知道，書中所提到的地球和月球的爭論是沒有結論的。比較運動得快慢，要看比較線速度還是角速度，不能簡單說誰快誰慢。情景展示：展示勻速轉動的電風扇(實物或錄像) （或其他作圓周運動的物體）。師：如果已知某電風扇的轉動速度為100rad/s，那么葉片上距轉軸0.30米處的質點A的線速度vA大小是多少？生：讓學生討論師：復習線速度的定義（v ）；復習弧度的含義；指導學生推導：v = m/s30m/s師設問：如果已知某質點運動的角速度為,它距軸的距離為r，那么它的線速度v如何求？生： v =r板書 （二） 角速度與線速度關系v r ，= 師設問：有人根據vr 和= ，說與r成正比，v 與r成反比，你認為對嗎？生：學生討論，交流得出結論。情景展示：（同情景2）師：如果已知某電風扇的周期為T（或每分鐘轉n轉）它距的，那么距離轉軸為r的質點的線速度、角速度如何求？生：學生討論，教師指導，學生做好發(fā)言準備。交流：選一位學生到講臺講解，并允許下面的學生做補充糾正！板書 （三） v ， v ， （T為周期，n為轉速，即每分鐘物體轉的轉數(shù)）探索研究：結構介紹：自行車主要傳動部件：牙盤、飛、腳踏曲柄、鏈條討論a：自行車正常行駛過程中有那些部件做圓周運動? 討論b：自行車中腳踏板中心點與后輪邊緣上任一點的線速度、角速度、周期、轉速關系怎樣?討論c：自行車的行駛速度與那些因素有關?例：CAO1BO2如圖所示，在皮