勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述-教案

勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能.知道圓周運(yùn)動(dòng)，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)。.理解線速度和角速度。.知道T、f、n之間的關(guān)系。.理解v、⑦、T之間的關(guān)系。.會(huì)用圓周運(yùn)動(dòng)知識解決實(shí)際問題。二、過程與方法.通過類比直線運(yùn)動(dòng)中速度的概念，來建立線速度、角速度。.學(xué)習(xí)用比值定義法來定義線速度、角速度。.用控制變量法來分析兩個(gè)變量間的關(guān)系。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀.從生活實(shí)例認(rèn)識圓周運(yùn)動(dòng)的普遍性和研究圓周運(yùn)動(dòng)的必要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲。.通過分組討論過程，懂得合作與交流，尊重同學(xué)的見解，勇于發(fā)表自己的觀點(diǎn)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】.通過類比法理解線速度和角速度。.學(xué)習(xí)用比值定義法來定義線速度、角速度。.用控制變量法來分析兩個(gè)變量間的關(guān)系?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】.理解線速度的定義式表達(dá)的是各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。.理解線速度的方向是圓弧上各點(diǎn)的切線方向?！窘虒W(xué)過程】一、新課導(dǎo)入播放“飛機(jī)轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)動(dòng)”和“過山車”兩視頻。提問：仔細(xì)觀察兩個(gè)視頻中物體運(yùn)動(dòng)有什么共同點(diǎn)？引出“圓周運(yùn)動(dòng)”。提問：什么是圓周運(yùn)動(dòng)呢？得出物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)圓周的特征。提問：日常生活中還見過那些圓周運(yùn)動(dòng)呢？（在教室中找）1/6列舉墻上的掛鐘、天花板的吊扇、講臺(tái)上的自行車車模等。提問：什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)呢？通過課件動(dòng)畫模擬情景，得出物體沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過的弧長相等，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。接著引導(dǎo)學(xué)生通過動(dòng)畫觀察物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：(1)運(yùn)動(dòng)的軌跡是圓周(或圓弧)；(2)半徑有轉(zhuǎn)過角度；(3)運(yùn)動(dòng)有周期性。二、新課教學(xué).引出猜想提問：物體運(yùn)動(dòng)有快有慢，那如何描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢呢？引導(dǎo)針對勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，類比直線運(yùn)動(dòng)中速度快慢的描述，進(jìn)行探究猜想。學(xué)生分組討論引導(dǎo)學(xué)生提出以下四種猜想：1)比較物體在一段時(shí)間內(nèi)通過的圓弧的長短。2)比較物體在一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度。3)比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用的時(shí)間。4)比較物體在一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。.線速度針對猜想一，通過課件動(dòng)畫模擬情景，引出線速度是描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，再通過比值定義法得出線速度的定義、定義式、單位，通過觀看視頻，歸納現(xiàn)象，理解線速度的方向是圓弧上各點(diǎn)的切線方向，最后點(diǎn)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是變速運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)調(diào)勻速指的是速度大小不變。這里是弧長，而直線運(yùn)動(dòng)中是位移。)(2)線速度的大小：”=st2/6

(3)線速度的單位：m/ss一弧長一mt—時(shí)間一s(4)線速度的方向：在圓周各點(diǎn)的切線方向上。討論：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎？結(jié)論：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。(5)物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。.角速度針對猜想二，通過課件動(dòng)畫模擬情景，引出角速度是描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量，再通過比值定義法得出線速度的定義、定義式、單位，點(diǎn)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)調(diào)角度8用的是幅度制單位。接著強(qiáng)調(diào)線速度、角速度兩物理量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的區(qū)別：線速度描述的是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢，角速度描述的是半徑轉(zhuǎn)動(dòng)快慢。(1)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19的角度跟所用時(shí)間△珀勺比值，就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。(2)角速度的大小:(3)角速度的單位：rad/s9一弧度一radt一時(shí)間一s說明：對某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，角速度3是恒定的。.周期T、頻率八轉(zhuǎn)速幾關(guān)系針對猜想三、猜想四，課件動(dòng)畫比較直觀的反應(yīng)運(yùn)動(dòng)快慢的對比，因此在課堂上就簡單的講解周期T、頻率八轉(zhuǎn)速九。并確認(rèn)三者之間的關(guān)系：n=f=1T.線速度以角速度3、周期T之間的關(guān)系提問：三個(gè)物理量之間有什么關(guān)系？通過動(dòng)畫演示講解，得：^=￡=皿，31=%v=^r.實(shí)戰(zhàn)演練一一典型的傳動(dòng)問題推出“二3廠關(guān)系后，通過生活中常見的自行車大齒輪、小齒輪、后輪相關(guān)聯(lián)的問題，采用控制3/6

變量法，來確定三輪輪緣各點(diǎn)的線速度、角速度的關(guān)系。討論I；=a)r①當(dāng)17一定時(shí)，3與r成反比;②當(dāng)3一定時(shí)，17與r成正比;③當(dāng)r一定時(shí)，u與3成正比?！纠}剖析1】分析下圖中，A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系?【教師精講】主動(dòng)輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過程中，皮帶(鏈條)上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等?！纠}剖析2】分析下列情況下，輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系？【教師精講】同一輪上各點(diǎn)的角速度相同。【例題剖析3】如下圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置，主動(dòng)軸為上有兩個(gè)半徑分別為R和r的輪，GJ2上的輪半徑為匕已知R=2r,R=3"設(shè)皮帶不打滑，問：3=?3：3=?V：V=?V：2 x\. D D D xi【教師精講】A、B同軸，故3J=1：1AD因B與C用皮帶傳動(dòng)，所以%：〃=1：1v=(DRv=o)r'bb ccco：co=2：3；v：v=1：2；v：v=1：2BC AB AC【例題剖析4】一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄每分鐘轉(zhuǎn)2400周，求：(1)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與角速度；(2)距轉(zhuǎn)軸r=0.2m點(diǎn)的線速度。解析：(1)由于曲柄每秒鐘轉(zhuǎn)40周，周期T為工s；而每轉(zhuǎn)一周為2;rrad,因此曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的角速

404/63=-2^-rad/s=251rad/s；1/40(2)已知r=0.2m,因此這一點(diǎn)的線速度v=3r=251x0.2m/s=50.2m/so【鞏固練習(xí)】.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度的不變，時(shí)刻在變，所以線速度是(填“恒量”或“變量”)，所以在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，勻速的含義是o.對于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，哪些物理量是一定的？.某電鐘上秒針、分針、時(shí)針的長度比為d1：d2:d3=3：2：1,求：(1)秒針、分針、時(shí)針尖端的線速度之比；(2)秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比。.一個(gè)圓環(huán)，以豎直直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，則環(huán)上M、N兩點(diǎn)的線速度的大小之比VM：VN=；角速度之比3M：3n=；周期之比TM：TN=og.如圖所示，轉(zhuǎn)軸O1上固定有兩個(gè)半徑分別為R和r的輪，用皮帶傳動(dòng)O2輪，O2的輪半徑是r'.若O每秒鐘轉(zhuǎn)了5圈，R=1m,r=r,=0.5m，則：(1)大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3=rad/s；(2)圖中A、