高中物理人教新課標(biāo)教案：必修2圓周運(yùn)動(dòng)

圓周運(yùn)動(dòng)一、課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能了解物體做圓周運(yùn)動(dòng)的特征理解線速度、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(dòng)快慢的物理量，會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算。理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系：（二）過(guò)程與方法聯(lián)系學(xué)生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。聯(lián)系各種日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，通過(guò)課堂演示實(shí)驗(yàn)的觀察，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)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：線速度大小，角速度大小，周期T、轉(zhuǎn)速n等。探究線速度與周期之間的關(guān)系，結(jié)合，導(dǎo)出。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)、及探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，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。通過(guò)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)。二、教學(xué)分析教材處理①課時(shí)建議：1課時(shí)②重點(diǎn)：線速度、角速度、周期概念的理解，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)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。重點(diǎn)難點(diǎn)處理意見(jiàn)本節(jié)學(xué)習(xí)的一些物理量較抽象，教學(xué)中應(yīng)聯(lián)系各種日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，想辦法多做演示實(shí)驗(yàn)以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，把抽象的物理量具體形象化，便于學(xué)生接受。多用一些學(xué)生熟悉的、感興趣的例子說(shuō)明一些較難說(shuō)清的問(wèn)題，如用鐘表指針針尖的運(yùn)動(dòng)快慢來(lái)說(shuō)明為什么周期越大運(yùn)動(dòng)就越慢；風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同一葉片上各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，在相同的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)和角度相同而經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同，這時(shí)僅用線速度并不能反映它們運(yùn)動(dòng)的快慢，從而有必要引入另一個(gè)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量—角速度。線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，由學(xué)生通過(guò)自己的思考得出。聯(lián)系上一章知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在改變，是一種變速曲線運(yùn)動(dòng)。③欄目處理意見(jiàn)［思考與討論］（課本P44）有意識(shí)地比較含糊地說(shuō)“運(yùn)動(dòng)得快些”，目的是在學(xué)生引出角度、弧長(zhǎng)這樣兩種不同的表達(dá)。這樣做的目的是引導(dǎo)學(xué)生注意生活用語(yǔ)與科學(xué)術(shù)語(yǔ)的區(qū)別。本節(jié)安排了一些小段，專(zhuān)門(mén)討論數(shù)學(xué)問(wèn)題──弧度。用到弧度了，數(shù)學(xué)課還沒(méi)學(xué)，其實(shí)是很膚淺的一點(diǎn)弧度的知識(shí)，物理課不妨講一講。物理課用到曲線方程的知識(shí)了，學(xué)生雖然學(xué)過(guò)，但不很熟練，物理課上用一用不是就熟練了嗎？數(shù)學(xué)課上用到的物理的例子也不少，這些例子也不都是學(xué)生熟悉的。新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)科間的聯(lián)系，相關(guān)學(xué)科更不要分得太清。演示實(shí)驗(yàn)本節(jié)學(xué)習(xí)的一些物理量是第一次接觸，學(xué)生會(huì)感到抽象，除了利用多媒體課件外，在教學(xué)中要想辦法多做演示實(shí)驗(yàn)。如可用電唱機(jī)、鐘表的時(shí)針?lè)轴樀葋?lái)演示勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中電唱機(jī)也可用CD機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)或小馬達(dá)等替代。三、教學(xué)策略教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生歸納分析，討論、交流學(xué)習(xí)成果。四、學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)科學(xué)上建立概念的過(guò)程，是通過(guò)大量實(shí)例（現(xiàn)象），概括抽象出本質(zhì)的內(nèi)容，即由個(gè)別到一般的思維過(guò)程。圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)的一種特殊情況，生活中隨處可見(jiàn)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，要注意觀察和實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，理解和掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念，重點(diǎn)理解和掌握線速度v、角速度ω、同期T和轉(zhuǎn)速n的意義及相互關(guān)系。明確線速度和角速度是從不同的角度來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，線速度描述質(zhì)點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)的快慢，角速度描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。教學(xué)資源①普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修2（人民教育出版社）2022年6月第一版 四、教學(xué)工具投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備五、教學(xué)過(guò)程（一）引入新課上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，這節(jié)課開(kāi)始我們?cè)賮?lái)學(xué)習(xí)一類(lèi)常見(jiàn)的曲線運(yùn)動(dòng)――圓周運(yùn)動(dòng)。（二）進(jìn)行新課教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生紛紛舉例。選出代表發(fā)言。教師活動(dòng)：待學(xué)生舉例后，提出問(wèn)題：這些作圓周運(yùn)動(dòng)的物體，哪些運(yùn)動(dòng)得更快？我們應(yīng)該如何比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢呢？引導(dǎo)學(xué)生討論教材“思考與討論”中的問(wèn)題，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。學(xué)生活動(dòng)：思考并討論自行車(chē)的大齒輪、小齒輪、后輪上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢。教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生的發(fā)言，針對(duì)學(xué)生的不同意見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生過(guò)渡到對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量――線速度的學(xué)習(xí)上來(lái)。點(diǎn)評(píng)：讓學(xué)生的最大限度的發(fā)表自己的見(jiàn)解，教師不必急于糾正學(xué)生回答中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。要給學(xué)生創(chuàng)造發(fā)表見(jiàn)解的機(jī)會(huì)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，拓寬思考問(wèn)題的空間。保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。1、線速度教師活動(dòng)：我們?cè)?jīng)用速度這個(gè)概念來(lái)描述物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的快慢，那么我們能否繼續(xù)用這個(gè)概念來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢呢？如果能，該怎樣定義呢？給出閱讀提綱，學(xué)生先歸納，然后師生互動(dòng)加深學(xué)習(xí)。［投影］閱讀提綱（1）線速度的物理意義（2）線速度的定義（3）線速度的定義式（4）線速度的瞬時(shí)性（5）線速度的方向（6）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“勻速”同“勻速直線運(yùn)動(dòng)”的“勻速”一樣嗎？學(xué)生活動(dòng)：（1）結(jié)合閱讀提綱閱讀課本內(nèi)容（2）嘗試自己歸納知識(shí)點(diǎn)（3）交流討論，查缺補(bǔ)漏師生互動(dòng)：投影知識(shí)點(diǎn)并點(diǎn)評(píng)、總結(jié)（1）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢.（2）定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)Δl和所用時(shí)間Δt的比值叫做線速度。（比值定義法）（3）大?。簐=。單位：m/s（s是弧長(zhǎng)，非位移）（4）當(dāng)選取的時(shí)間Δt很小很小時(shí)（趨近零），弧長(zhǎng)Δl就等于物體在t時(shí)刻的位移，定義式中的v，就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度了。（5）方向：在圓周各點(diǎn)的切線上（6）“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中的“勻速”指的速度的大小不變，即速率不變；而“勻速直線運(yùn)動(dòng)”的“勻速”指的速度不變是大小方向都不變，二者并不相同。［結(jié)論］勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng).2、角速度教師活動(dòng)：描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，除了用線速度外，還有沒(méi)有其它方法？給出閱讀提綱，學(xué)生先歸納，然后師生互動(dòng)加深學(xué)習(xí)。［投影］閱讀提綱（1）角速度的物理意義（2）角速度的定義（3）角速度的定義式學(xué)生活動(dòng)：（1）結(jié)合閱讀提綱閱讀課本內(nèi)容（2）嘗試自己歸納知識(shí)點(diǎn)（3）交流討論，查缺補(bǔ)漏師生互動(dòng)：投影知識(shí)點(diǎn)并點(diǎn)評(píng)、總結(jié)（1）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角的快慢.（2）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(guò)Δθ的角度跟所用時(shí)間Δt的比值，就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度；（3）定義式：ω=3、角速度的單位教師活動(dòng)：線速度的單位是米每秒，角速度的單位又是什么呢？［投影］閱讀提綱（1）怎樣度量圓心角的大?。炕《冗@個(gè)單位是如何得到的？在計(jì)算時(shí)要注意什么？（2）國(guó)際單位制中，角速度的單位是什么？（3）有人說(shuō)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度不變的運(yùn)動(dòng)，也是角速度不變的運(yùn)動(dòng)，這兩種說(shuō)法正確嗎？為什么？學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合閱讀提綱閱讀課本內(nèi)容，完成對(duì)角速度單位的學(xué)習(xí)。師生互動(dòng)：投影知識(shí)點(diǎn)并點(diǎn)評(píng)、總結(jié)（1）圓心角θ的大小可以用弧長(zhǎng)和半徑的比值來(lái)描述，這個(gè)比值是沒(méi)有單位的，為了描述問(wèn)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)，不能將弧度帶道算式中。（2）國(guó)際單位制中，角速度的單位是弧度每秒（rad／s）（3）第一句話(huà)是錯(cuò)誤的，因?yàn)榫€速度是矢量，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變的運(yùn)動(dòng)，后一句話(huà)是正確的，因?yàn)榻撬俣仁菢?biāo)量，沒(méi)有方向，因此角速度是不變的。教師活動(dòng)：教材中還提到了描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的兩種方法，它們是什么？單位如何？學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，掌握轉(zhuǎn)速和周期的概念。4、線速度跟角速度的關(guān)系教師活動(dòng)：線速度和角速度都能描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，它們之間有何關(guān)系呢？引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，推導(dǎo)出線速度和角速度的關(guān)系。學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上推導(dǎo)線速度和角速度的關(guān)系式。點(diǎn)評(píng)：通過(guò)推導(dǎo)，加深對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)間的聯(lián)系。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。（四）實(shí)例探究［例1］如圖所示的傳動(dòng)裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩輪用皮帶傳動(dòng)，三輪半徑關(guān)系是rA＝rC＝2rB.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.【解析】A、B兩輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，即va＝vb或va∶vb＝1∶1 ①由v＝ωr得ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2 ②B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則B、C兩輪的角速度相同，即ωb＝ωc或ωb∶ωc＝1∶1 ③由v＝ωr得vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2 ④由②③得ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2由①④得va∶vb∶vc＝1∶1∶2【說(shuō)明】解這類(lèi)題時(shí)要注意抓住傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)：同軸傳動(dòng)的是角速度相等，皮帶傳動(dòng)是兩輪邊緣的線速度大小相等，再注意運(yùn)用v＝ωr找聯(lián)系.［例2］如圖所示，直徑為d的紙制圓筒，使它以角速度ω繞軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使子彈沿直徑穿過(guò)圓筒。若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)在圓筒上留下a、b兩個(gè)彈孔，已知aO、bO夾角為φ，求子彈的速度?！窘馕觥孔訌棌腶穿入圓筒到從b穿出圓筒，圓筒轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π－φ，則子彈穿過(guò)圓筒的時(shí)間為t＝（π－φ）／ω在這段時(shí)間內(nèi)子彈的位移為圓筒的直徑d，則子彈的速度為v＝d／t＝ωd／（π－φ）.思考：若把原題中的“在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)”去掉，子彈的速度又如何?［例3］一把雨傘，圓形傘面的半徑為r，傘面邊緣距地面的高度為h，以角速度ω旋轉(zhuǎn)這把雨傘，問(wèn)傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圓的半徑R多大？【解析】水滴從傘面邊緣甩出去以后做平拋運(yùn)動(dòng)，水滴的水平速度為v0＝ωr.水滴在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝.水滴做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程為x=v0t=ω·r.如圖所示為俯視圖，表示水滴從a點(diǎn)甩離傘面，落在