2021年高中物理必修二教案：5.4圓周運(yùn)動(dòng)

1、5.4 圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1 .理解線速度的概念，知道它就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度；理解角速度和周 期的概念，會(huì)用它們的公式進(jìn)展計(jì)算。2 .理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系：v=rco=2nr/T。3 .理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。二、過程與方法1 .聯(lián)系日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，找出共同特征。2 .知道描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法，進(jìn)而引出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量：線速度V、角速度s周期T、轉(zhuǎn)速n等。3 .探究線速度與角速度之間的關(guān)系。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1 .通過觀察、分析總結(jié)及探究等，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。2 .通過極限思想和

2、數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，體會(huì)學(xué)科知識(shí)間聯(lián)系，建立普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。3.通過親身感悟，使學(xué)生獲得對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量線速度、角速度、周期 等以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)線速度、角速度、周期概念，及其相互關(guān)系的理解和應(yīng)用，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)角速度概念的理解和勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)的理解。教具多媒體課件、機(jī)械鐘表、小球、細(xì)線等。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課演示機(jī)械式鐘表時(shí)針、分針、秒針的運(yùn)動(dòng)情況可以撥動(dòng)鐘表的調(diào)節(jié)旋鈕，讓學(xué)生觀察后說出不同指針運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，從而引出圓周運(yùn)動(dòng)的概念。情景導(dǎo)入課件展示生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)：觀覽車脫水桶生活中，我們一定見過很多類似的運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是一些圓，我們

3、把這種運(yùn)動(dòng) 叫做圓周運(yùn)動(dòng)。教師提出問題：對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)又如何描述它們的運(yùn)動(dòng)快慢呢？二、新課教學(xué)一線速度1用多媒體投影一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間里通過相等的弧長(zhǎng)。2并出示定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間里通過的圓弧長(zhǎng)度一樣，這種 運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3舉例：通過放錄像讓學(xué)生感知：一個(gè)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上各點(diǎn)所做的運(yùn)動(dòng)，地球 和各個(gè)行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)，都認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。4通過電腦模擬：兩個(gè)物體都做圓周運(yùn)動(dòng)，但快慢不同，過渡引入下一問題。教師點(diǎn)撥：我們發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)點(diǎn)在一樣的時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)不相等，通過的弧長(zhǎng)長(zhǎng)的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快，通過的弧長(zhǎng)短的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得慢。 這樣，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過的弧長(zhǎng)與所用時(shí)

4、間的比 值能夠描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，我們把它稱之為線速度。定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)通過的弧長(zhǎng)As與通過這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間A t的比值叫做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v=-s t說明：1線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。2線速度是矢量，它既有大小，也有方向。3勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。勻速指的是速 率不變。4線速度的單位： m/s。教師提出問題：下雨天淋過雨的傘快速轉(zhuǎn)動(dòng)傘柄，傘上的水滴沿什么方向飛出？學(xué)生思考討論并答復(fù)：飛出的水滴在離開傘的瞬間，由于慣性要保持原來的速度方向，因而說明了切線方向即為此時(shí)刻線速度的方向。教師提問并總結(jié)：圓周運(yùn)動(dòng)線速度的方向即為過圓周上該點(diǎn)的切線方向

5、。二角速度教師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材 P1718,并思考以下幾個(gè)問題：什么是角速度？用什么符號(hào)表示它？角速度的單位是什么？什么叫周期？什么叫轉(zhuǎn)速？轉(zhuǎn)速的單位、符號(hào)分別是什么？學(xué)生閱讀教材并思考以上幾個(gè)問題。教師總結(jié)：1 .角速度物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過的圓心角的快慢。定義：在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中， 連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過A。的角度跟所用時(shí)間At的比值，就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。定義式： 3 =。t圓心角 的大小可以用弧長(zhǎng)和半徑的比值來描述，這個(gè)比值是沒有單位的， 為了描述問題的方便，我們“給這個(gè)比值一個(gè)單位，這就是弧度?；《炔皇峭ǔＲ饬x上的單位，計(jì) 算時(shí)，不能將弧度帶到算式中。國(guó)際單位制中，角速度的單位

6、是弧度每秒rad/s。2 .周期做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期，用符號(hào)T表示，國(guó)際單位為秒，符號(hào)為s。3 .轉(zhuǎn)速每秒鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速。單位為轉(zhuǎn)每秒r/s或轉(zhuǎn)每分r/min。教師提出問題：既然線速度、角速度都是用來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，那么它們之間有什么樣的關(guān)系呢？三線速度、角速度之間的關(guān)系如圖，設(shè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為A t, AB弧長(zhǎng)為A s, ABs弧對(duì)應(yīng)的圓心角為A當(dāng)A。以弧度為單位時(shí)，A0=一s . v=tv= w r半徑的乘積。03 =t即在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度的大小等于角速度的大小r討論：1當(dāng)v 一定時(shí)，3與r成反比。2當(dāng)3 一定時(shí)，v與r

7、成正比。3當(dāng)r 一定時(shí)，v與3成正比。三、課堂小結(jié)本節(jié)課通過描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的快慢問題，引入了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，它是一種變速運(yùn)動(dòng)。描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量：線速度：v= 一t角速度：3= t 1周期與頻率：f=-T,、，一2 r2相互關(guān)系： v=3= v=r wTT四、課堂訓(xùn)練。D周期不變1 . 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在任意相等的時(shí)間內(nèi)A.通過的弧長(zhǎng)相等B.通過的位移相等C.轉(zhuǎn)過的角度相等D.速度的變化相等2 .關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷，以下說法中正確的選項(xiàng)是A.角速度

8、不變B.線速度不變C.向心加速度不變3 .如右圖所示，A、B是兩個(gè)摩擦傳動(dòng)的靠背輪， A是 主動(dòng)輪，B是從動(dòng)輪，它們的半徑 a=2b, a和b兩點(diǎn)在 輪的邊緣，c和d在各輪半徑的中點(diǎn)，以下判斷正確的有B.cob = 2coaA. Va = 2vbC. Vc = VaD. wb = wc4 .一個(gè)大鐘的秒針長(zhǎng) 20cm,那么針尖的線速度是 ,分針與秒針從某次重合到 下次重合的時(shí)間為。5 .關(guān)于角速度和線速度，說法正確的選項(xiàng)是。A.半徑一定，角速度與線速度成反比B.半徑一定，角速度與線速度成正比C.線速度一定，角速度與半徑成正比D.角速度一定，線速度與半徑成反比6 .如下圖，地球繞OO軸自轉(zhuǎn)，那么以下說法正確的選項(xiàng)是A. A、B兩點(diǎn)的角速度相等二B. A、B兩點(diǎn)線速度相等|C. A、B兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑一樣D. A、B兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期一樣7 . A、B兩質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 在一樣時(shí)間內(nèi)，它們通過的弧長(zhǎng)之比 sa：sb =2： 3,而轉(zhuǎn)過的角度之比 0a： 0b= 3 ： 2,那么它們的周期之比 Ta ： Tb