高一物理角速度與線速度的關(guān)系.doc

第四章 B 角速度 角速度與線速度的關(guān)系一、教學(xué)任務(wù)分析本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：角速度，角速度與線速度的關(guān)系，角速度、線速度與周期及轉(zhuǎn)速的關(guān)系。它是對(duì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，也是今后學(xué)習(xí)“向心力、向心加速度”等內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。本課從觀看高考資源網(wǎng)教室中電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)入手，通過對(duì)葉片上各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)相同點(diǎn)、不同點(diǎn)的比較，建立角速度概念。通過實(shí)例首先讓學(xué)生討論角速度與線速度的關(guān)系，進(jìn)而利用已學(xué)物理學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)它們的關(guān)系，以達(dá)到對(duì)知識(shí)的真正理解，起到突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)的作用。教學(xué)中通過對(duì)自行車等實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)的探索研究，讓學(xué)生感受到圓周運(yùn)動(dòng)在生產(chǎn)、生活、科技中的廣泛存在及應(yīng)用，從而對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)問題產(chǎn)生較強(qiáng)的興趣，也為以后的學(xué)習(xí)打下較好地基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)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(guān)系。（1）知道周期、轉(zhuǎn)速與角速度、線速度的關(guān)系。2過程與方法（1）通過從實(shí)例的分析建立“角速度”概念的過程，認(rèn)識(shí)到聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行分析、歸納是建立物理概念的重要方法之一。（2）通過應(yīng)用比較的方法，認(rèn)識(shí)描述“直線運(yùn)動(dòng)”和“圓周運(yùn)動(dòng)”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(jià)值觀（1）通過對(duì)生活實(shí)例的分析以及對(duì)自行車相關(guān)問題的探索研究，感悟物理源于生活，提高學(xué)習(xí)物理的興趣。（2）通過教學(xué)過程中的討論、交流，感受交流合作是學(xué)習(xí)的重要方式之一，激發(fā)與他人合作、交流的愿望。三、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：角速度的概念以及角速度與線速度的關(guān)系。難點(diǎn)：角速度的概念以及其單位rad/s（弧度/秒）的含義。四、教學(xué)資源￥資%源網(wǎng)電腦、投影儀、多媒體課件、自行車等。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)一包括三部分內(nèi)容，一是角速度的概念；二是角速度與線速度的關(guān)系；三是角速度、線速度與周期、轉(zhuǎn)速的關(guān)系。本設(shè)計(jì)的基本思路是：以生活生產(chǎn)中常見的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)例為基礎(chǔ)，通過分析、比較得出角速度的概念，繼而根據(jù)線速度的定義以及數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)出線速度與角速度關(guān)系。然后根據(jù)周期、轉(zhuǎn)速的含定義導(dǎo)出它們與角速度、線速度的關(guān)系式。最后通過對(duì)自行車的探索研究，鞏固所學(xué)知識(shí)，感悟物理學(xué)在生活、生產(chǎn)等方面的重要作用。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：角速度的概念以及角速度與線速度的關(guān)系。方法是：從觀察電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)入手，根據(jù)事實(shí)“每個(gè)葉片上的不同點(diǎn)線速度雖不一樣，但我們?nèi)哉f各點(diǎn)轉(zhuǎn)的一樣快”，幫助學(xué)生明白僅僅用線速度描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢是不夠的，還需要用與轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)的物理量來更全面地描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，從而真正理解引入“角速度”的意義。教學(xué)時(shí)，對(duì)于角速度的定義要注意引導(dǎo)學(xué)生與線速度的定義進(jìn)行比較。在導(dǎo)出角速度和線速度的關(guān)系式v r后，要注意結(jié)合實(shí)例討論，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)角速度和線速度的區(qū)別與聯(lián)系。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：角速度的概念以及其單位rad/s（弧度/秒）的含義。讓學(xué)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(shí)例認(rèn)識(shí)rad/s的物理意義，并用練習(xí)進(jìn)行鞏固。本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)：新知識(shí)與已學(xué)知識(shí)、新知識(shí)與生產(chǎn)、生活、科技實(shí)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(xué)方法。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。情景II展示實(shí)物或錄像2設(shè)問2情景III展示實(shí)物或錄像3設(shè)問3線速度和角速度的關(guān)系周期 轉(zhuǎn)速 與線速度、角速度的關(guān)系活動(dòng)展示自行車設(shè)問4情景I展示實(shí)物或錄像1t相同,半徑轉(zhuǎn)過的角度相等角速度的定義和單位問題設(shè)問1各質(zhì)點(diǎn)具有相等的周期六、教學(xué)流程1教學(xué)流程圖2流程圖說明情景I 展示實(shí)物或錄像帶通過設(shè)問1“勻速轉(zhuǎn)動(dòng)物體上的各質(zhì)點(diǎn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)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(dǎo)學(xué)生觀察討論，得出“各質(zhì)點(diǎn)具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)周期和各質(zhì)點(diǎn)所在半徑在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同”的結(jié)論。讓學(xué)生看出僅僅用線速度來描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢是不夠的，還需要用與轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)的物理量更全面地描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。情景II 用課件或錄像2，設(shè)問設(shè)問2“如果已知某電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為100弧度/秒，那么葉片上距中心軸0.30米處的一點(diǎn)A線速度多大?”接著利用實(shí)例以及“線速度”、“弧度”的概念引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)角速度與線速度的關(guān)系vr; = 。情景III 展示實(shí)物或錄像3，設(shè)問3與情景II以及設(shè)問類似，最好利用實(shí)例以及周期、轉(zhuǎn)速、線速度、角速度的物理意義來引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)它們之間的關(guān)系，這樣有利于學(xué)生的理解與記憶?；顒?dòng) 展示自行車，設(shè)問4最后一部分是對(duì)自行車的探索研究，其主要內(nèi)容是：（1）自行車正常行駛過程中有那些部件做圓周運(yùn)動(dòng)? （2）這些部件上的點(diǎn)其線速度角速度有何關(guān)系? （3）自行車的行駛速度與那些因素有關(guān)?3教學(xué)的主要環(huán)節(jié)根據(jù)本節(jié)知識(shí)的形成過程，本教學(xué)設(shè)計(jì)將本課課時(shí)分為三個(gè)主要環(huán)：參見教學(xué)流程圖。七、教案示例（教學(xué)實(shí)錄節(jié)選）情景展示：展示勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇（實(shí)物或錄像）師：通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道可用“線速度”描述質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇上各質(zhì)點(diǎn)的線速度大小是不同的，那么它們具有那些共同特點(diǎn)呢情景觀察提示：在翼片半徑連線上任意取兩點(diǎn)，在轉(zhuǎn)過一周時(shí)，它們的線速度大小怎樣？轉(zhuǎn)過的角度怎樣？生：學(xué)生觀察討論后得出：“各質(zhì)點(diǎn)所在半徑在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)的快慢是不夠的，還需要用與轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)的物理量更全面地描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢板書 (一) 角速度 定義：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)所在半徑轉(zhuǎn)過的角度與所用時(shí)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(jì)算地球和月亮公轉(zhuǎn)的角速度 地月通過計(jì)算知道，書中所提到的地球和月球的爭論是沒有結(jié)論的。比較運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇(實(shí)物或錄像) （或其他作圓周運(yùn)動(dòng)的物體）。師：如果已知某電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為100rad/s，那么葉片上距轉(zhuǎn)軸0.30米處的質(zhì)點(diǎn)A的線速度vA大小是多少？生：讓學(xué)生討論師：復(fù)習(xí)線速度的定義（v ）；復(fù)習(xí)弧度的含義；指導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：v = m/s30m/s師設(shè)問：如果已知某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(guān)系v r ，= 師設(shè)問：有人根據(jù)vr 和= ，說與r成正比，v 與r成反比，你認(rèn)為對(duì)嗎？生：學(xué)生討論，交流得出結(jié)論。情景展示：（同情景2）師：如果已知某電風(fēng)扇的周期為T（或每分鐘轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)）它距的，那么距離轉(zhuǎn)軸為r的質(zhì)點(diǎn)的線速度、角速度如何求？生：學(xué)生討論，教師指導(dǎo)，學(xué)生做好發(fā)言準(zhǔn)備。交流：選一位學(xué)生到講臺(tái)講解，并允許下面的學(xué)生做補(bǔ)充糾正！板書 （三） v ， v ， （T為周期，n為轉(zhuǎn)速，即每分鐘物體轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)）探索研究：結(jié)構(gòu)介紹：自行車主要傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)? 討論b：自行車中腳踏板中心點(diǎn)與后輪邊緣上任一點(diǎn)的線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速關(guān)系怎樣?討論c：自行車的行駛速度與那些因素有關(guān)?例：CAO1BO2如圖所示，在皮