高中物理圆周运动教学设计

人教版高人教版高中物必修第五章《曲线运动4节《圆周运动PAGEPAGE1一一、教学目知识与技①知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动②知道线速度和角速度的物理意义、定义式、单位、矢量性，了解转速与周期的意义③掌握线速度、角速度、周期（转速）之间的关系，并能在具体情境中应用之过程与方①联系日常生活中所观察到的各种圆周运动，总结出共同特点②通过分组实验，归纳总结描述圆周运动快慢的方法及各物理量间的关系③通过计算得出自行车前进的速度表达式并引出无级变速模型的原理情感态度与价值①经历线速度角速度概念由来的理论探究过程让学生体验科学探究的艰辛和成功的喜悦②通过极限思想和数学知识的应用，体会学科间知识的联系，建立普遍联系的观点③通过从多级变速到无级变速的学习，使学生知道物理的意义及在生产生活中的巨大影响二二、教学分内容分教学内容选自人教版必修2但具有普遍性——与日常生产生活的联系非常紧密；基础性——为以后学习天体等问题打下了知识基础；典型性——是高中阶段两种特殊曲线运动之一。基于以上特点，本节课中的圆周运动限定在质点的运动模型而不是刚体转动模型，这样便于师生把着眼点放在概念的理解和联系上，从而使得教学有清晰的组织结构。学生分研究一个问题。重点难①教学重点：多角度描述圆周运动的快慢②教学难点：理解描述圆周运动各物理量之间的关系、掌握分析和解决实际问题的方法三三、教学方教无定法，贵在得法，重在培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及逻辑推法国生物学家贝尔纳指出，良好的学习方法能使我们更好地发挥天赋才能，而拙劣的学习方法则阻碍天赋才能的发挥。本节课教师应做到以下几点来激发学生兴趣、突出重点、化解难点、解决疑点，达成教学目标：学习，培养学生理论联系实际的能力；学习，培养学生横向联系不同学科知识的能力；四四、教学资齿轮组（自制为了能够让学生清楚地知道为什么要引入不同的物理量来描述圆大小不同的三个齿轮（图1）以及背面的手柄（图2）组成。无线摄3，可以让学生在座位上把其推导计算过程上展示给大家，方便快有效，利于学生的课堂学习33无级变速（自制为了模拟汽车无级变速箱，制作无级变速演示仪（图4，主要由下方的电动机和上方相互垂直接触（图5）的两个圆盘组成，下圆盘圆周运

线速角速

描述沿圆周运动的快（m/s）（m/s）v描述绕圆心转动的快w=Dq（rad/s）矢

=V=VV=VV=ωTT

T=1/n周期 转速六六、教学过（一）情境导师：前面我们学习了曲线运动的一种特例：平抛，今天我们来接着学习另一种曲线运动这这是一个小球,连着细绳,请同学们注意观察生：圆学生举例，教师补充（图6。总结：像这种轨迹是圆、沿着圆周的运动我们专门给一个名称，叫做圆周运动（板书：圆周运动（二）概念辨演示：转动地球仪师：这是一个我们地理课上很熟悉的地球仪，代表我们美丽又可爱的地球，球体在做周运动吗学生讨论并回答轨迹显然不是圆，所以自转并不是圆周运动。谁的轨迹是圆？生：地球上的一个点、绕太阳公转的地球关心的肯定是它的快慢问题，所以我们就先来看看如何描述圆周运动的快慢。7学生分组观察7学生分组观察并讨论a、b的快慢，形成结论结论1：转一圈所用时间相同，a、b样快结论2：转过360°的时间相同，a、b样快结论3：相同时间内通过路程b长，b教师根据结论1、2引导学生明白可以通过比较相同时间内转过的角度来比较快慢结论3引导学生明白比较相同时间内通过的弧长也可以比较快慢，而且得出的快慢结论是完全不同的（结论1为后面学习周期的概念、传动装置中同轴点角速度相等的特点等知识打下学生分组观察讨论a、c的快慢，形成结论结论4：c一圈a了很多圈，a结论5：转过360°的时间aa结论6：相同时间内通过路程一样长，a、c样快较弧长，而不同的角度得出的快慢结论也不同（结论4为后面学习转速的概念打下基础，结6后面学习传动装置中同带点线速度相等的特点打下基础。教师总结：看来圆周运动的快慢比较复杂，不像直线运动那么简单，从不同的方面可以（书，前者比的是通过的弧长，后者比的是转过的角度，就像ab之间的快慢，如果比弧长则b快，比角度则一样快。。什么？是用来描述质点绕圆心转动的快慢师：除此之外可以从它们的定义、公式、单位、量性等方面进行研究（图8自学线速度和角速度。2是用来描述质点绕圆心转动的快慢师：除此之外可以从它们的定义、公式、单位、量性等方面进行研究（图8自学线速度和角速度。2线速学生根据提纲自学并回答线速度相关问题教师总结：定义为弧长与时间的比值，单位米每秒，矢量，方向为切线方向（板书师师：过去我们是怎么定义速度的生：位移与时间的比值引导思考：a、b个质点从o出发做圆周运动，在相同时间运动到如图位置（图9，比较弧长谁快，比较位移又是谁快生：都是b师：看来用位移除以时间也可以得出相同的结论，那还一定要用弧长除以时间吗生：如果b了一圈，比较弧长b，但是比较位移则b，必须要用弧长除以时间。教师分析：对，这是特殊情况，一般情况下如果有一个c点运动了接近一圈，通过的c最大，但位移c最小教师指出：这种情况下用位移除以时间是不合理的，这里必须要用弧长除以时间加以区别，那么有区别是否就意味着两种速度之间毫无联系截然不同呢？生：不是，他们有联系，时间趋向于0时，弧长也就是弦长，等于位移运动，弧长等于位移，这说明两种速度在本质上还是一致的。呢？生：不能，因为线速度的方向时刻在变率运动。3角速学生根据提纲自学并回答角速度相关问题教师总结：定义为角度与时间的比值，单位弧度每秒，矢量（板书师：角速度也是矢量（其方向高中阶段不作要求；单位的符号rad/角度的单位是弧度而不是度，我们知道半径相同的情况下角度越大弧长也越长，所以国际上呢就用弧长与半径的比值来定义这个角的大小（图10，单位弧度。当周长取一周时，所对应角度是多少？生：2πr/r=2π弧度师：也就是360°对应2弧度。前面讲了匀速圆周运动的线速度大小不变，那么角速生：角速度不变，相等时间内通过弧长相等，对应的角度也相等分析分析总结：学习完线速度角速度之后我们回头来看齿轮组，很明显，a、b点在相同时间内转过的角度相同，这个特点说成：同轴点角速度相等。那么a、c点呢？相同时间转过的齿数相同，因此他们的线速度相等，其实在送带系统中也有类似的特点，皮带不打滑的情况下轮子缘的点的线速度相等，我们往往说成：同带点线速度相等（图114周期与转师：除了线速度和角速度，我们还有其他办法来描述圆周运动的快慢吗？（学生思考）就像分针、秒针上的点，谁转的快？（图生：红点！因为它转一圈的时间短教师总结：我们知道，秒针转一圈1钟，分针转一圈1时这个时间越长，说明转的越慢，我们把这个走一圈的时间称之为周期，用来描述圆周运动的快慢，用T人教版高人教版高中物必修第五章《曲线运动4节《圆周运动和链条组成（图14，假和链条组成（图14，假设脚踏板每2转1，要测出自行车7师：通过上面的学习，我们知道了要描述圆周运动的快慢，可以用线速度、角速度以及周期、转速等物理量，那么它们之间有着怎样的关系呢？学生分析：根据线速度和角速度的定义式，如果时间取一个周期那么对应的弧长就是一周的周长，角度就是2π弧度，因此v=πr/w=2π/，根据这两个公式很明显v=w。师：对，根据定义Tn间又是什么关系？教师总结：说的很好，根据定义，转速是单位时间内转过的圈数，周期是转一圈所需要的时间，可知他们两互为倒数（板书。师：毛主席有两句诗：坐地日行八万里，巡天遥看13你坐着一动不动一天就已经走了8万里，这是艺术夸张呢生：有科学根据，地球赤道周长约为4万公里，一天空捏造。那么是地球上每个人都是“日行八万里”吗生：同一经线上南北同纬度的位置南北同纬度保证大小相同。教师总结：对，角速度是否相等我们只要看周期，除了南北极全世界任何一个地方一天都是24小时，周期相同，所以角速度相等。2师：自行车是一种常见的交通工具，它的传动装置主要由齿人教版高人教版高中物必修第五章《曲线运动4节《圆周运动小组合作学习，发言人分析讲解（无线摄像头投影教师分析：根据牙盘和飞轮边缘线速度相等，已知牙盘的转速，测出他们的半径就可以求出飞轮的角速度，而飞轮和后轮角速度相等，也就是车后轮的角速度，再测出后轮半径就可以求出车后轮的速度，所以只要测出牙盘、飞轮和后轮的半径rrr3，速度为v=2nr1r2/r。生：牙盘和飞轮有很多层齿轮。师：牙盘和飞轮有好多层齿轮，这是一组很常见的组合，2牙盘，9飞轮（图15生：减小牙盘齿轮半径、增大飞轮齿轮半径师：变速赛车就是通过改变两个齿轮的半径大小r1、r2实现变速，那么这辆车能变出几种速度来呢？生：根据数学上的排列组合，18生：根据数学上的排列组合，18方式称为多级变速（16，但是增加齿轮会使装置越来越复杂，那么有没办法生：摩擦力带动上圆盘转动师：对，那我们可以用什么办法在不改变下圆盘转速的同时改变上圆盘的转速生：横向拉动上圆盘位置，摩擦力带动上圆盘转动的过程中，上圆盘边缘线速度等于接触位置的下圆盘线速度，拉动上圆盘则改变接触处线速度大小，从而改变上圆盘转速。师：解释的很到位，关键在接触处线速度相等，所以w1r1=w2r2，w2=w1/r2*r1，与成成正比（图17，理论上改变r1以改变上圆盘转速，但实际上的能实现吗？我们来看一看8人教版高中人教版高中物必修第五章《曲线运动4节《圆周运动实验验证：来回推动上圆盘，其转速发生