圓周運動 教學設計 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

教學設計

課程基本信息課題圓周運動教學目標1、認識圓周運動、勻速圓周運動的特點，了解描述圓周運動快慢的基本思路，了解轉速和周期的意義。2、理解線速度的物理意義，知道勻速圓周運動中線速度的方向。3、理解角速度的物理意義，掌握線速度和角速度的關系。4、能在具體的情境中確定線速度和角速度。教學內(nèi)容教學重點：掌握線速度、角速度、周期、轉速及頻率的定義。教學難點：1、線速度、角速度、周期、轉速及頻率之間關系的推導及各物理量的物理意義。2、勻速圓周運動是變速曲線運動的理解。教學過程【導入新課】演示實驗：展示摩天輪和鐘表動圖，學生觀察。教師提問：摩天輪上的游客、指針的尖端，它們的運動有什么共同點？教師引導：我們把這類運動軌跡為圓周或一段圓弧的機械運動稱為圓周運動。日常生活中，電風扇工作時葉片上的點、田徑場彎道上賽跑的運動員等，都在做圓周運動。在一些科學研究當中，大到地球繞太陽的運動，小到電子圍繞中心原子核的運動，也常用到圓周運動的規(guī)律來討論。在本章的學習中，我們將探索圓周運動所遵循的規(guī)律，以及這些規(guī)律在日常生活和科學技術中的應用。教師提問：圓周運動有什么特點？教師引導：圓周運動的特點：1、軌跡是圓（圓?。?；2、繞一個點（圓心）轉動；3、周期性的運動。和拋體運動一樣，圓周運動也是一種常見的曲線運動。它的運動方向時刻改變，所以圓周運動是變速運動。研究物體的運動時，我們往往會提到物體的運動快慢。對于做直線運動的物體，我們用單位時間內(nèi)的位移來描述物體的運動快慢.。教師提問：對于圓周運動又如何描述它們的運動快慢呢?【新課講授】一、線速度質(zhì)點做圓周運動，可用弧長?s與時間?t的比值表示物體運到的快慢。線速度：做圓周運動的物體通過的弧長與所用時間的比值。單位：m/s方向：沿圓周切線方向。物理意義：描述物體沿圓周運到的快慢。提出問題：①描述圓周運動，需要的是平均速度還是瞬時速度？②定義式中得到的是什么速度？分析總結：線速度是平均線速度，當時間趨于零時，弧長和弦長相等，線速度即是物體的瞬時線速度說明：物體做圓周運動，并且線速度大小處處相等，這種運動叫勻速圓周運動。勻速圓周運動，線速度變化嗎？分析總結：勻速圓周運動的物體的線速度方向時刻變化，速度發(fā)生變化，勻速圓周運動是變速運動，“勻速”指速率不變。二、角速度圓周運動的第二個特點是繞一個點（圓心）轉動，所以我們也可以比較質(zhì)點在相同時間轉過的角度來描述質(zhì)點做圓周運動的快慢。歸納總結：角速度：質(zhì)點所在的半徑轉過的角度?θ和所用時間Δt的比值。需要注意的是公式中的?θ的單位不是我們所熟悉的單位度，而是弧度。圓心角?θ的大小可以用弧長和半徑的比值來描述，這個比值是沒有單位的，為了描述問題的方便，我們給這個比值一個單位，這就是弧度。單位：rad/ss-1物理意義：描述物體繞圓心轉動的快慢。三、周期、轉速、頻率物體做圓周運動時，每隔一段時間就要重復一次原來的運動，我們把這樣的運動稱為周期性運動。教師提問：如何定量的描述這種特性？師生互動,共同總結：1、周期：做勻速圓周運動的物體，運動一周所用的時間，用T表示，單位是秒（s）。2、轉速：做勻速圓周運動的物體，物體轉動的（圈數(shù)）與所用（時間）之比，用n表示，單位為轉每秒（r/s）或轉每分（r/min）。3、頻率：做勻速圓周運動的物體，在1s內(nèi)完成圓周運動周數(shù)，用f表示。當轉速的單位取r/s時，轉速的數(shù)值與頻率相同等于周期分之一。四、各物理量間的關系一物體做半徑為r的勻速圓周運動，它在一個周期T內(nèi)轉過的弧長為多少？由此可知它的線速度為多少？它在一個周期T內(nèi)轉過的角度為多少？物體的角速度為多少？五、課堂檢測例1、分析圖中，輪帶邊緣處的A、B兩點的線速度有什么關系？角速度有什么關系？例2、分析圖中，輪上A、B兩點的線速度有什么關系？角速度有什么關系？師生互動,共同總結如下:皮帶傳動裝置中，在皮帶連接處，線速度大小相等，角速度大小的關系為同軸轉動過程中，角速度、周期、轉速相同，線速度大小的關系為師：以上兩個結論是我們在今后的學習中經(jīng)常用到的，請同學們要引起重視。例3、已知地球半徑為6400km，則：地球赤道上的物體隨地球自轉的角速度是多少？線速度是多少？解：赤道上的物體隨地球自轉，做勻速圓周運動，其周期等于地球的自轉周期，T=24h六、課堂小結請學生概括總結本節(jié)課學習的內(nèi)容：1、描述圓周運動快慢的物理量：線速度、角速度、周期和轉速。2、勻速圓周運動的概念及其特點。3、線速度與角速度的關系:v=ωr七、板書設計6.1圓周運動1、圓周運動：在物理學中，把質(zhì)點的運動軌跡是圓或圓弧的一部分的運動叫做圓周運動。2、線速度勻速圓周運動任意相等時間內(nèi)通過的圓弧長度相等。3、角速度單位：rad/s；勻速圓周運動是角速度不變的運動。4