圆周运动教学设计

1、圆周运动教学设计山西省昔阳县东冶头中学校 卜世冬【教学目标】（一）知识与能力1.知道什么是圆周运动和匀速圆周运动。2.知道线速度和角速度的物理意义、定义式、矢量性，了解转速和周期的意义。3.掌握线速度、角速度、转速、周期之间的关系，并.能在具体的情景中应用。（二）过程与方法 通过实验观察与思考，总结描述圆周运动的方法（三）情感、态度与价值观 通过推导得出自行车前进速度的表达式，从多级变速到无级变速的学习，使学生感知物理知识在生活中的应用。【教学重难点】重点：多角度描述圆周运动的快慢；理解描述圆周运动各物理量之间的关系难点：推导自行车前进速度的表达式，知道多级和无级变速原理。【学情分析】 学生在

2、知识上已经知道比较直线运动快慢的方法，曲线运动是一种变速运动及其瞬时速度方向为切线方向；在能力上具有一定的构建新知识框架的能力，但需要在教师的引导下从已知的物理现象与规律迁移到新的现象与规律。学生对曲线运动的认识还比较肤浅，不善于从多方面、多角度研究问题，需要教师的引导。【教学方法】演示实验、观察推理、问题导引、自主合作【教学过程】一实验引入：你能让塑料小球把重物拉起来吗？问题：小球的轨迹是什么？举出几种日常生活中和小球一样轨迹的例子。二导学问题：1.展示自行车传动装置，如图2所示。转动脚踏板，通过观察并讨论，比较a、b的快慢，得到什么结论？观察并讨论b、c的快慢，得到什么结论？2.线速度的物

3、理意义、定义、公式、单位、矢量性、平均线速度和瞬时线速度？.讨论：（1）线速度的定义为什么不说用位移除以时间表示？ （2）本质上瞬时线速度与速度一样吗？ （3）什么是匀速圆周运动？它是匀速运动吗？3角速度的物理意义、定义、公式、单位？讨论：（1）线速度与角速度都是描述快慢的，有什么不同？哪一个与直线运动中所说的快慢相同？ （2）自行车传动装置a、b、c三点中有没有线速度相同的点和角速度相同的点？4.展示石英钟表，观察分针和秒针的针尖，哪个转的快？为什么？ 什么是周期和转速？物理意义、符号、单位？5.依据定义，推导线速度、角速度、周期和转速之间的关系。6.自行车是一种常见的交通工具，其传动装置主

4、要由齿轮和链条组成，如图2。（1）假设脚踏板每2秒转1圈，要知道自行车前进的速度有多大，还需要测量哪些量？如何用这些量推导出自行车前进的速度？请同学们分组合作学习。变速自行车如图3，如何变速？图3无级变速的原理是什么？7.总结本节课的主要内容？三小组代表展示，教师点拨指导1.展示自行车传动装置，如图2所示。转动脚踏板，通过观察并讨论，比较a、b的快慢，得到什么结论？观察并讨论b、c的快慢，得到什么结论？学生可能回答：（1）比较a、b的快慢结论1.a转一圈b转了很多圈，a快；结论2.转过360o所用时间b短，b快；结论3.相同时间内卡过的齿数相同，通过的路程一样长，a、b一样快。（2）比较b、c

5、的快慢结论1.转一圈所用的时间相同，b、c一样快；结论2.转过360o所用时间相同，b、c一样快；结论3.相同时间内通过的路程c长，c快。教师：比较相同时间内转过的角度和相同时间内通过的弧长，得到的结论不同？看来圆周运动的快慢要比直线运动的复杂，我们可以比较质点沿圆周运动的快慢，也可以比较质点绕圆心转动的快慢，从不同的方面可以得到截然不同的结论。因此，应该用不同的速度来描述它的快慢-线速度和角速度。2.线速度的物理意义、定义、公式、单位、矢量性、平均线速度和瞬时线速度？.学生可能回答：线速度的物理意义：描述做圆周运动的质点沿圆周运动的快慢。定义：质点通过的弧长与所用时间的比值。公式：单位：m/

6、s矢量：方向沿圆周的切线方向.平均线速度：一段时间；瞬时线速度：非常短的一段时间讨论：（1）线速度的定义为什么不说用位移除以时间表示？学生可能回答：如图，做圆周运动的两个质点a、b从o点出发，相同时间内分别运动到a、b位置，若比较弧长，b快；若比较位移，b快。如果质点b运动到了位置c，若比较弧长，b快；若比较位移，a快。因此这两种速度有区别，用线速度区分。讨论（2）本质上瞬时线速度与速度一样吗？学生可能回答：本质上一样。时间越短，弧长越短，在足够短的时间内，圆周运动可看成是直线运动，弧长等于位移，说明瞬时线速度与速度在本质上一致。讨论（3）.什么是匀速圆周运动？它是匀速运动吗？学生可能回答：如

7、果物体沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。 线速度方向时刻变化，它是变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。3角速度的物理意义、定义、公式、单位？学生可能回答：物理意义：描述做圆周运动的质点绕圆心转动的快慢。定义：质点转过的角度与所用时间的比值。定义式：单位：弧度每秒 单位符号 rad/s 半径相同的情况下角度越大，弧长越长。国际上用弧长与半径的比值来定义角度的大小，单位弧度，符号rad讨论：（1）线速度与角速度都是描述快慢的，有什么不同？哪一个与直线运动中所说的快慢相同？ 学生可能回答： 线速度描述做圆周运动的质点沿圆周运动的快慢；角速度描述做圆周运动的质点绕圆心转

8、动的快慢。 线速度与直线运动中所说的快慢相同。（2）自行车传动装置a、b、c三点中有没有线速度相同的点和角速度相同的点？学生可能回答：线速度大小相同的点：a、b，即va=vb；角度的相同的点：b、c，即a=b教师点拨：同轴各点角速度相同；同带各点线速度大小相同。4.展示石英钟表，观察分针和秒针的针尖，哪个转的快？为什么？ 什么是周期和转速？物理意义、符号、单位？学生可能回答：秒针针尖转的快。因为秒针转一周用秒，分针转一周要用小时。周期：做圆周运动的质点转一周所用的时间。表示，描述质点做圆周运动的快慢。转速：做圆周运动的质点单位时间转过的圈数。表示，单位描述质点做圆周运动的快慢。5.依据定义，推

9、导线速度、角速度、周期和转速之间的关系。学生可能回答：；6.自行车是一种常见的交通工具，其传动装置主要由齿轮和链条组成，如图2。（1）假设脚踏板每2秒转1圈，要知道自行车前进的速度有多大，还需要测量哪些量？如何用这些量推导出自行车前进的速度？请同学们分组合作学习。变速自行车如图3，如何变速？无级变速的原理是什么？学生可能回答：（1）（2）要想增大车速，需要增大牙盘齿数半径，减小飞轮齿数半径。教师播放视频：无级变速原理三课堂小结四课堂检测:1.地球可以看做半径为6.4103KM的球体，北京的角速度约为40o。位于赤道和北京的两个物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度各是多大？线速度各是多大？2.

10、如图所示为自行车传动装置，若a、b、c三点的半径分别为r1、r2和r3，求三点的线速度之比和角速度之比。五课后作业（一）基础巩固1关于角速度和线速度，下列说法正确的是( ) A半径一定，角速度与线速度成反比 B半径一定，角速度与线速度成正比 C线速度一定，角速度与半径成正比 D角速度一定，线速度与半径成反比AQP3060OB2一个质点做匀速圆周运动时,它在任意相等的时间内( )来源:学。X。A 通过的弧长相等; B 通过的位移相等C转过的角度相等; D 速度的变化相等.3.如图所示，一个环绕中心线AB以一定的角速度转动，下列说法正确的是（）AP、Q两点的角速度相同 BP、Q两点的线速度相同CP

11、、Q两点的角速度之比为 EQ r(,3) 1 DP、Q两点的线速度之比为 EQ r(,3) 14.一个大钟的秒针长20cm,则针尖的线速度是 m/s,分针与秒针从某次重合到下次重合的时间为 S.55如图所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是（ ）A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为n D.从动轮的转速为n6如图所示,为一种“滚轮-平盘无极变速器”的示意图,它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动如果认为滚轮不会

12、打滑,那么主动轴转速n1、从动轴转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是_7在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在起绕同转轴转动。A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA=rC=2 rB，若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比 （二）能力提升8.、如图所示, 直径为d的纸制圆筒以角速度绕垂直纸面的轴O匀速转动（图示为截面）.从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时,在圆周上留下a、b两个弹孔.已知aO和bO夹角为,求子弹的速度.9如图所示, 半径为R的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动,当半径OB转到某一方向时,在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球,小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时,小球与圆板只碰一次,且相碰点为B?10.如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B.一质量为m的小球从入口沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内，要使球从出口B处飞出，小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件？【教学反思】1.以小游戏引入新课，激发学生学习兴趣。由于本节课的重点是线速度、角速度、周期、转速的概念及引入的过程，掌握它们之间的联系。要充分应用小实验以及多媒体，以激发学生的学