高中物理教員證教學(xué)案-勻速圓周運(yùn)動

...wd......wd......wd...第一節(jié)勻速圓周運(yùn)動【學(xué)生情況分析】本節(jié)內(nèi)容是繼學(xué)生學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動后，又一種變速曲線運(yùn)動.在曲線運(yùn)動的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了曲線運(yùn)動的速度方向是曲線在這一點的切線方向，并知道曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動.此前，學(xué)生也已經(jīng)掌握了直線運(yùn)動及其快慢描述方法.這些知識都為勻速圓周運(yùn)動的學(xué)習(xí)奠定了根基.此外，高一學(xué)生已具備一定觀察能力和經(jīng)歷抽象思維能力，并對未知新事物有較強(qiáng)的探究欲望.【教學(xué)內(nèi)容分析】“勻速圓周運(yùn)動〞選自高中粵教版教材?物理必修2?第二章第1節(jié)，對于本節(jié)的內(nèi)容.自然界和日常生活中運(yùn)動軌跡為圓周的許多事物為學(xué)生的認(rèn)知奠定了感性根基.本節(jié)課主要是幫助學(xué)生在原有的感性根基上建設(shè)勻速圓周運(yùn)動的幾個概念，理清各個物理量的關(guān)系.為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)向心力、向心加速度、萬有引力、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動及高三復(fù)習(xí)中解決圓周運(yùn)動的綜合問題打下良好的根基.此外，勻速圓周運(yùn)動與我們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)、科學(xué)研究有著密切的聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)這局部有重要的意義.【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能：1、了解物體做圓周運(yùn)動的特征.2、理解線速度、角速度和周期的概念，知道它們是描述物體做勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量，會用它們的公式進(jìn)展計算.3、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系：v=二、過程與方法：1、聯(lián)系學(xué)生日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動的實例，找出共同特征.2、聯(lián)系各種日常生活中常見的現(xiàn)象，通過對教材P28的“觀察與思考〞，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)描述物體做圓周運(yùn)動快慢的方法，進(jìn)而引出描述物體做圓周運(yùn)動快慢的物理量：線速度大小，角速度大小，周期T、轉(zhuǎn)速n等.3、探究線速度、角速度與周期之間的關(guān)系。三、情感態(tài)度與價值觀：1、經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)、及探究等學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生相互交流、相互合作、自我學(xué)習(xí)的能力.2、通過親身感悟，使學(xué)生獲得對描述圓周運(yùn)動快慢的物理量〔線速度、角速度、周期等〕以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識.【教學(xué)重點和難點】重點：1、理解線速度、角速度和周期.2、什么是勻速圓周運(yùn)動.3、線速度、角速度及周期之間的關(guān)系.難點：1、對角速度概念的理解.2、勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動的理解.【教學(xué)方法】教學(xué)方法：談話法：幫助學(xué)生建設(shè)概念。講授法：分析總結(jié).教學(xué)媒體設(shè)計：圖片、動畫學(xué)法指導(dǎo)：1〕聯(lián)系新舊知識2〕觀察、思考〔學(xué)生為主體〕3〕聯(lián)系生活〔學(xué)以致用〕【教學(xué)過程設(shè)計】1、引入新課聯(lián)系新舊知識、創(chuàng)設(shè)情景：上一章節(jié)我們學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動的規(guī)律，學(xué)習(xí)了豎直上拋、下拋、平拋和斜拋運(yùn)動?！部蓪⒁环酃P頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出，觀察運(yùn)動軌跡〕復(fù)習(xí)提問：粉筆頭做直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動的條件是什么啟發(fā)學(xué)生答復(fù)：速度方向與合外力的方向在同一條直線上，物體做直線運(yùn)動；不在同一直線上，做曲線運(yùn)動。進(jìn)一步提問：在曲線運(yùn)動中，有一種特殊的運(yùn)動形式，物體運(yùn)動的軌跡是一個圓周或一段圓弧，稱為圓周運(yùn)動?！睵PT顯示日常的圓周運(yùn)動〕在日常生活中你還見過或經(jīng)歷過哪些圓周運(yùn)動你對圓周運(yùn)動有什么認(rèn)識(學(xué)生舉例教師補(bǔ)充)電扇、風(fēng)車等轉(zhuǎn)動時，上面各個點運(yùn)動的軌跡是圓……大到宇宙天體如月球繞地球的運(yùn)動，小到微觀世界電子繞原子核的運(yùn)動，都可看作圓周運(yùn)動，它是一種常見的運(yùn)動形式。今天我們就來學(xué)習(xí)這一方面的內(nèi)容。思考：什么樣的圓周運(yùn)動最簡單引導(dǎo)學(xué)生答復(fù)：物體運(yùn)動快慢不變。進(jìn)入第一節(jié)課最簡單的圓周運(yùn)動——勻速圓周運(yùn)動.PPT講解歸納勻速圓周運(yùn)動的概念教師歸納：質(zhì)點沿圓周運(yùn)動，如果相等的時間里通過的圓弧長度相等，這樣的運(yùn)動就叫勻速圓周運(yùn)動.〔以上這樣設(shè)計的意圖是取材源于學(xué)生的日常生活現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力〕學(xué)生閱讀課本P28的“觀察與思考〞，思考其提出的三個問題(學(xué)生自由發(fā)言)教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納：問題1：自行車車輪轉(zhuǎn)動時車輪上某一點，經(jīng)一段時間t后，在圓周軌道上位置確實定方法：〔1〕這一點經(jīng)時間t運(yùn)動的軌跡，即路程；〔2〕由起始位置指向末了位置的有向線段，即位移；〔3〕由該點的半徑在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度φ。問題2：該點在圓周軌道上運(yùn)動快慢的判斷〔定性〕，可用單位時間內(nèi)通過的圓弧的長度來判斷；也可用連接該點的半徑在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度來判斷；也可數(shù)一下一定時間內(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)；也可用轉(zhuǎn)動一周所用的時間來判斷。問題3：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識勻速圓周運(yùn)動區(qū)別直線運(yùn)動最顯著的特征，即重復(fù)性或者說周期性。指出：勻速圓周運(yùn)動是比直線運(yùn)動更為復(fù)雜的曲線運(yùn)動，有不同于直線運(yùn)動的一些新的特點，需要引入一些新的物理量。〔充分讓學(xué)生討論交流，培養(yǎng)學(xué)生相互合作、相互探討的精神，同時也讓學(xué)生自我學(xué)習(xí)，對圓周勻速運(yùn)動大概的基本認(rèn)識。這也可為后面引出新的物理量做鋪墊〕通過兩個物理的圓周運(yùn)動引出后面的幾個新的物理量：1〕線速度：物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運(yùn)動的快慢。定義：質(zhì)點通過的弧長s跟通過這段弧長所用時間t的比值。大?。簞蛩賵A周運(yùn)動的線速度大小處處相等思考：在曲線運(yùn)動中，速度的方向是怎樣確定的圓周運(yùn)動作為一種特殊的曲線運(yùn)動，它的速度方向又是怎樣的呢方向：線速度的方向在圓周該點的切線上。思考：在勻速直線運(yùn)動中，速度的大小和方向都不變，所以勻速直線運(yùn)動是速度不變的運(yùn)動。勻速圓周運(yùn)動是速度不變的運(yùn)動嗎引導(dǎo)學(xué)生答復(fù)：質(zhì)點做勻速圓周運(yùn)動時，速度的大小不變，方向時刻在變化，勻速圓周運(yùn)動不是速度不變的運(yùn)動。勻速圓周運(yùn)動是變速曲線運(yùn)動。勻速圓周運(yùn)動中的“勻速〞是指速度的大小〔速率〕不變，應(yīng)該理解成“勻速率〞。2〕角速度物理意義：描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。定義：質(zhì)點所在半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時間t的比值。大?。簡挝唬簉ad/s〔讓學(xué)生對弧度制、角度制之間的關(guān)系進(jìn)展推導(dǎo)〕勻速圓周運(yùn)動是角速度不變的圓周運(yùn)動3)周期、轉(zhuǎn)速和頻率周期：物理意義：描述物體做圓周運(yùn)動的快慢。定義：質(zhì)點沿圓周運(yùn)動一周所用的時間，用符號T表示。單位：S如：地球公轉(zhuǎn)周期約365天，鐘表秒針周期60s等，周期長，表示運(yùn)動慢。轉(zhuǎn)速〔同時介紹頻率)：物理意義：描述物體做圓周運(yùn)動的快慢。定義：做圓周運(yùn)動的物體單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，用符號n表示。單位：r/s或r/min4〕線速度、角速度、周期之間的關(guān)系〔公式推導(dǎo)法〕既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量，那么他們之間有什么樣的關(guān)系呢線速度與周期關(guān)系：由得〔做勻速圓周運(yùn)動的物體，在一個周期內(nèi)通過的弧長為。〕角速度與周期關(guān)系：由得〔做勻速圓周運(yùn)動的物體，在一個周期內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為。〕線速度與角速度關(guān)系：〔學(xué)生上黑板演示過程，這里要讓學(xué)生從兩個方面去理解：一個是從數(shù)學(xué)知識去理解，從學(xué)生已有的數(shù)學(xué)知識能不能推出線速度與角速度的關(guān)系。另外這里要提醒學(xué)生要從線速度，角速度的定義去思考。線速度的定義：弧長與時間的比值；角速度的定義：角度與時間的比值。我們把它放大到一個周期，在一個周期內(nèi)，物體轉(zhuǎn)了一圈，弧長是，轉(zhuǎn)過的弧度就是，這樣讓學(xué)生從定義出發(fā)去理解線速度與角速度，周期，轉(zhuǎn)速，頻率之間的關(guān)系，更加能加深學(xué)生對這些概念的理解〕引導(dǎo)學(xué)生討論得出：1〕當(dāng)v一定時，與r成反比2〕當(dāng)一定時及v與r成正比3〕當(dāng)r一定時，v與成正比考慮到轉(zhuǎn)速那么有：5〕進(jìn)展教學(xué)練習(xí)某鐘表上秒針、分針的長度比為d1：d2＝1：2，求：秒針、分針轉(zhuǎn)動的角速度之比是__60:1__；秒針、分針尖端的線速度之比是__30:1__。鐘表里的時針、分針、秒針的角速度之比為_1:12:720__；假設(shè)秒針長0.2m，那么它的針尖的線速度是_π/150_。自行車車輪每分鐘轉(zhuǎn)120周,車輪半徑為35cm,那么自行車前進(jìn)的速度多大?1.4πm/s一電動機(jī)銘牌上標(biāo)明其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1440r/min,那么可知轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動時,周期為_1/24___s,角速度__24π_rad/s。6〕應(yīng)用與提高——常見傳動裝置皮帶傳動：輪與皮帶之間不打滑，輪邊緣和皮帶上各點線速度相等，同一輪上各點的角速度相等。齒輪傳動：接觸點處線速度大小、方向都一樣，輪緣上各點線速度大小相等，同一輪上各點的角速度相等。3、小結(jié)〔根據(jù)板書小結(jié)〕4、課后作業(yè)1〕課外探究活動:為什么變速自行車能夠變速?2〕課內(nèi)作業(yè)：P32頁練習(xí)1、2、3、4題【問題和討論】1〕討論與交流：〔課本P28〕引導(dǎo)學(xué)生舉出盡可能多的日常生活中圓周運(yùn)動的例子，以豐富學(xué)生的感性認(rèn)識，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生概括出質(zhì)點做圓周運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動的特征。2〕觀察與思考〔課本P28〕通過所提的三個問題使學(xué)生認(rèn)識到前面所學(xué)習(xí)的描述直線運(yùn)動的物理量也可用于描述勻速圓周運(yùn)動，使學(xué)生認(rèn)識到勻速圓周運(yùn)動是比直線運(yùn)動更為復(fù)雜的曲線運(yùn)動，有不同于直線運(yùn)動的一些新的特點，需要引入一些新的物理量。3