圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)山西省昔陽(yáng)縣東冶頭中學(xué)校 卜世冬【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識(shí)與能力1.知道什么是圓周運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.知道線速度和角速度的物理意義、定義式、矢量性，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。3.掌握線速度、角速度、轉(zhuǎn)速、周期之間的關(guān)系，并.能在具體的情景中應(yīng)用。（二）過(guò)程與方法 通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察與思考，總結(jié)描述圓周運(yùn)動(dòng)的方法（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)推導(dǎo)得出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式，從多級(jí)變速到無(wú)級(jí)變速的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感知物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：多角度描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢；理解描述圓周運(yùn)動(dòng)各物理量之間的關(guān)系難點(diǎn)：推導(dǎo)自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式，知道多級(jí)和無(wú)級(jí)變速原理?！緦W(xué)情分析】 學(xué)生在

2、知識(shí)上已經(jīng)知道比較直線運(yùn)動(dòng)快慢的方法，曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)及其瞬時(shí)速度方向?yàn)榍芯€方向；在能力上具有一定的構(gòu)建新知識(shí)框架的能力，但需要在教師的引導(dǎo)下從已知的物理現(xiàn)象與規(guī)律遷移到新的現(xiàn)象與規(guī)律。學(xué)生對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)還比較膚淺，不善于從多方面、多角度研究問(wèn)題，需要教師的引導(dǎo)。【教學(xué)方法】演示實(shí)驗(yàn)、觀察推理、問(wèn)題導(dǎo)引、自主合作【教學(xué)過(guò)程】一實(shí)驗(yàn)引入：你能讓塑料小球把重物拉起來(lái)嗎？問(wèn)題：小球的軌跡是什么？舉出幾種日常生活中和小球一樣軌跡的例子。二導(dǎo)學(xué)問(wèn)題：1.展示自行車傳動(dòng)裝置，如圖2所示。轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板，通過(guò)觀察并討論，比較a、b的快慢，得到什么結(jié)論？觀察并討論b、c的快慢，得到什么結(jié)論？2.線速度的物

3、理意義、定義、公式、單位、矢量性、平均線速度和瞬時(shí)線速度？.討論：（1）線速度的定義為什么不說(shuō)用位移除以時(shí)間表示？ （2）本質(zhì)上瞬時(shí)線速度與速度一樣嗎？ （3）什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？它是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？3角速度的物理意義、定義、公式、單位？討論：（1）線速度與角速度都是描述快慢的，有什么不同？哪一個(gè)與直線運(yùn)動(dòng)中所說(shuō)的快慢相同？ （2）自行車傳動(dòng)裝置a、b、c三點(diǎn)中有沒有線速度相同的點(diǎn)和角速度相同的點(diǎn)？4.展示石英鐘表，觀察分針和秒針的針尖，哪個(gè)轉(zhuǎn)的快？為什么？ 什么是周期和轉(zhuǎn)速？物理意義、符號(hào)、單位？5.依據(jù)定義，推導(dǎo)線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。6.自行車是一種常見的交通工具，其傳動(dòng)裝置主

4、要由齒輪和鏈條組成，如圖2。（1）假設(shè)腳踏板每2秒轉(zhuǎn)1圈，要知道自行車前進(jìn)的速度有多大，還需要測(cè)量哪些量？如何用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)的速度？請(qǐng)同學(xué)們分組合作學(xué)習(xí)。變速自行車如圖3，如何變速？圖3無(wú)級(jí)變速的原理是什么？7.總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容？三小組代表展示，教師點(diǎn)撥指導(dǎo)1.展示自行車傳動(dòng)裝置，如圖2所示。轉(zhuǎn)動(dòng)腳踏板，通過(guò)觀察并討論，比較a、b的快慢，得到什么結(jié)論？觀察并討論b、c的快慢，得到什么結(jié)論？學(xué)生可能回答：（1）比較a、b的快慢結(jié)論1.a轉(zhuǎn)一圈b轉(zhuǎn)了很多圈，a快；結(jié)論2.轉(zhuǎn)過(guò)360o所用時(shí)間b短，b快；結(jié)論3.相同時(shí)間內(nèi)卡過(guò)的齒數(shù)相同，通過(guò)的路程一樣長(zhǎng)，a、b一樣快。（2）比較b、c

5、的快慢結(jié)論1.轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間相同，b、c一樣快；結(jié)論2.轉(zhuǎn)過(guò)360o所用時(shí)間相同，b、c一樣快；結(jié)論3.相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程c長(zhǎng)，c快。教師：比較相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度和相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)，得到的結(jié)論不同？看來(lái)圓周運(yùn)動(dòng)的快慢要比直線運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜，我們可以比較質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，也可以比較質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，從不同的方面可以得到截然不同的結(jié)論。因此，應(yīng)該用不同的速度來(lái)描述它的快慢-線速度和角速度。2.線速度的物理意義、定義、公式、單位、矢量性、平均線速度和瞬時(shí)線速度？.學(xué)生可能回答：線速度的物理意義：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。定義：質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間的比值。公式：?jiǎn)挝唬簃/

6、s矢量：方向沿圓周的切線方向.平均線速度：一段時(shí)間；瞬時(shí)線速度：非常短的一段時(shí)間討論：（1）線速度的定義為什么不說(shuō)用位移除以時(shí)間表示？學(xué)生可能回答：如圖，做圓周運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b從o點(diǎn)出發(fā)，相同時(shí)間內(nèi)分別運(yùn)動(dòng)到a、b位置，若比較弧長(zhǎng)，b快；若比較位移，b快。如果質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)到了位置c，若比較弧長(zhǎng)，b快；若比較位移，a快。因此這兩種速度有區(qū)別，用線速度區(qū)分。討論（2）本質(zhì)上瞬時(shí)線速度與速度一樣嗎？學(xué)生可能回答：本質(zhì)上一樣。時(shí)間越短，弧長(zhǎng)越短，在足夠短的時(shí)間內(nèi)，圓周運(yùn)動(dòng)可看成是直線運(yùn)動(dòng)，弧長(zhǎng)等于位移，說(shuō)明瞬時(shí)線速度與速度在本質(zhì)上一致。討論（3）.什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？它是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？學(xué)生可能回答：如

7、果物體沿圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 線速度方向時(shí)刻變化，它是變速運(yùn)動(dòng)，這里的“勻速”是指速率不變。3角速度的物理意義、定義、公式、單位？學(xué)生可能回答：物理意義：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。定義：質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度與所用時(shí)間的比值。定義式：?jiǎn)挝唬夯《让棵?單位符號(hào) rad/s 半徑相同的情況下角度越大，弧長(zhǎng)越長(zhǎng)。國(guó)際上用弧長(zhǎng)與半徑的比值來(lái)定義角度的大小，單位弧度，符號(hào)rad討論：（1）線速度與角速度都是描述快慢的，有什么不同？哪一個(gè)與直線運(yùn)動(dòng)中所說(shuō)的快慢相同？ 學(xué)生可能回答： 線速度描述做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢；角速度描述做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)

8、動(dòng)的快慢。 線速度與直線運(yùn)動(dòng)中所說(shuō)的快慢相同。（2）自行車傳動(dòng)裝置a、b、c三點(diǎn)中有沒有線速度相同的點(diǎn)和角速度相同的點(diǎn)？學(xué)生可能回答：線速度大小相同的點(diǎn)：a、b，即va=vb；角度的相同的點(diǎn)：b、c，即a=b教師點(diǎn)撥：同軸各點(diǎn)角速度相同；同帶各點(diǎn)線速度大小相同。4.展示石英鐘表，觀察分針和秒針的針尖，哪個(gè)轉(zhuǎn)的快？為什么？ 什么是周期和轉(zhuǎn)速？物理意義、符號(hào)、單位？學(xué)生可能回答：秒針針尖轉(zhuǎn)的快。因?yàn)槊脶樲D(zhuǎn)一周用秒，分針轉(zhuǎn)一周要用小時(shí)。周期：做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間。表示，描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。轉(zhuǎn)速：做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。表示，單位描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。5.依據(jù)定義，推

9、導(dǎo)線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。學(xué)生可能回答：；6.自行車是一種常見的交通工具，其傳動(dòng)裝置主要由齒輪和鏈條組成，如圖2。（1）假設(shè)腳踏板每2秒轉(zhuǎn)1圈，要知道自行車前進(jìn)的速度有多大，還需要測(cè)量哪些量？如何用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)的速度？請(qǐng)同學(xué)們分組合作學(xué)習(xí)。變速自行車如圖3，如何變速？無(wú)級(jí)變速的原理是什么？學(xué)生可能回答：（1）（2）要想增大車速，需要增大牙盤齒數(shù)半徑，減小飛輪齒數(shù)半徑。教師播放視頻：無(wú)級(jí)變速原理三課堂小結(jié)四課堂檢測(cè):1.地球可以看做半徑為6.4103KM的球體，北京的角速度約為40o。位于赤道和北京的兩個(gè)物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度各是多大？線速度各是多大？2.

10、如圖所示為自行車傳動(dòng)裝置，若a、b、c三點(diǎn)的半徑分別為r1、r2和r3，求三點(diǎn)的線速度之比和角速度之比。五課后作業(yè)（一）基礎(chǔ)鞏固1關(guān)于角速度和線速度，下列說(shuō)法正確的是( ) 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AQP3060OB2一個(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)( )來(lái)源:學(xué)。X。A 通過(guò)的弧長(zhǎng)相等; B 通過(guò)的位移相等C轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等; D 速度的變化相等.3.如圖所示，一個(gè)環(huán)繞中心線AB以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）AP、Q兩點(diǎn)的角速度相同 BP、Q兩點(diǎn)的線速度相同CP

11、、Q兩點(diǎn)的角速度之比為 EQ r(,3) 1 DP、Q兩點(diǎn)的線速度之比為 EQ r(,3) 14.一個(gè)大鐘的秒針長(zhǎng)20cm,則針尖的線速度是 m/s,分針與秒針從某次重合到下次重合的時(shí)間為 S.55如圖所示為某一皮帶傳動(dòng)裝置.主動(dòng)輪的半徑為r1,從動(dòng)輪的半徑為r2.已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑.下列說(shuō)法正確的是（ ）A.從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n D.從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n6如圖所示,為一種“滾輪-平盤無(wú)極變速器”的示意圖,它由固定于主動(dòng)軸上的平盤和可隨從動(dòng)軸移動(dòng)的圓柱形滾輪組成由于摩擦的作用,當(dāng)平盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾輪就會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)如果認(rèn)為滾輪不會(huì)

12、打滑,那么主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1、從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動(dòng)軸軸線的距離x之間的關(guān)系是_7在如圖所示的傳動(dòng)裝置中，B、C兩輪固定在起繞同轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。A、B兩輪用皮帶傳動(dòng)，三輪半徑關(guān)系為rA=rC=2 rB，若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比 （二）能力提升8.、如圖所示, 直徑為d的紙制圓筒以角速度繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（圖示為截面）.從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過(guò)圓筒.若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí),在圓周上留下a、b兩個(gè)彈孔.已知aO和bO夾角為,求子彈的速度.9如圖所示, 半徑為R的水平圓板繞豎直軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)半徑OB轉(zhuǎn)到某一方向時(shí),在圓板中心正上方h處以平行于OB方向水平拋出一小球,小球拋出時(shí)的速度及圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大時(shí),小球與圓板只碰一次,且相碰點(diǎn)為B?10.如圖所示，豎直圓筒內(nèi)壁光滑，半徑為R，頂部有入口A，在A的正下方h處有出口B.一質(zhì)量為m的小球從入口沿圓筒壁切線方向水平射入圓筒內(nèi)，要使球從出口B處飛出，小球進(jìn)入入口A處的速度v0應(yīng)滿足什么條件？【教學(xué)反思】1.以小游戲引入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。由于本節(jié)課的重點(diǎn)是線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速的概念及引入的過(guò)程，掌握它們之間的聯(lián)系。要充分應(yīng)用小實(shí)驗(yàn)以及多媒體，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)