圆周运动 教学设计 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

教学设计

课程基本信息课题圆周运动教学目标1、认识圆周运动、匀速圆周运动的特点，了解描述圆周运动快慢的基本思路，了解转速和周期的意义。2、理解线速度的物理意义，知道匀速圆周运动中线速度的方向。3、理解角速度的物理意义，掌握线速度和角速度的关系。4、能在具体的情境中确定线速度和角速度。教学内容教学重点：掌握线速度、角速度、周期、转速及频率的定义。教学难点：1、线速度、角速度、周期、转速及频率之间关系的推导及各物理量的物理意义。2、匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。教学过程【导入新课】演示实验：展示摩天轮和钟表动图，学生观察。教师提问：摩天轮上的游客、指针的尖端，它们的运动有什么共同点？教师引导：我们把这类运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动。日常生活中，电风扇工作时叶片上的点、田径场弯道上赛跑的运动员等，都在做圆周运动。在一些科学研究当中，大到地球绕太阳的运动，小到电子围绕中心原子核的运动，也常用到圆周运动的规律来讨论。在本章的学习中，我们将探索圆周运动所遵循的规律，以及这些规律在日常生活和科学技术中的应用。教师提问：圆周运动有什么特点？教师引导：圆周运动的特点：1、轨迹是圆（圆弧）；2、绕一个点（圆心）转动；3、周期性的运动。和抛体运动一样，圆周运动也是一种常见的曲线运动。它的运动方向时刻改变，所以圆周运动是变速运动。研究物体的运动时，我们往往会提到物体的运动快慢。对于做直线运动的物体，我们用单位时间内的位移来描述物体的运动快慢.。教师提问：对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢?【新课讲授】一、线速度质点做圆周运动，可用弧长∆s与时间∆t的比值表示物体运到的快慢。线速度：做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值。单位：m/s方向：沿圆周切线方向。物理意义：描述物体沿圆周运到的快慢。提出问题：①描述圆周运动，需要的是平均速度还是瞬时速度？②定义式中得到的是什么速度？分析总结：线速度是平均线速度，当时间趋于零时，弧长和弦长相等，线速度即是物体的瞬时线速度说明：物体做圆周运动，并且线速度大小处处相等，这种运动叫匀速圆周运动。匀速圆周运动，线速度变化吗？分析总结：匀速圆周运动的物体的线速度方向时刻变化，速度发生变化，匀速圆周运动是变速运动，“匀速”指速率不变。二、角速度圆周运动的第二个特点是绕一个点（圆心）转动，所以我们也可以比较质点在相同时间转过的角度来描述质点做圆周运动的快慢。归纳总结：角速度：质点所在的半径转过的角度∆θ和所用时间Δt的比值。需要注意的是公式中的∆θ的单位不是我们所熟悉的单位度，而是弧度。圆心角∆θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述，这个比值是没有单位的，为了描述问题的方便，我们给这个比值一个单位，这就是弧度。单位：rad/ss-1物理意义：描述物体绕圆心转动的快慢。三、周期、转速、频率物体做圆周运动时，每隔一段时间就要重复一次原来的运动，我们把这样的运动称为周期性运动。教师提问：如何定量的描述这种特性？师生互动,共同总结：1、周期：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间，用T表示，单位是秒（s）。2、转速：做匀速圆周运动的物体，物体转动的（圈数）与所用（时间）之比，用n表示，单位为转每秒（r/s）或转每分（r/min）。3、频率：做匀速圆周运动的物体，在1s内完成圆周运动周数，用f表示。当转速的单位取r/s时，转速的数值与频率相同等于周期分之一。四、各物理量间的关系一物体做半径为r的匀速圆周运动，它在一个周期T内转过的弧长为多少？由此可知它的线速度为多少？它在一个周期T内转过的角度为多少？物体的角速度为多少？五、课堂检测例1、分析图中，轮带边缘处的A、B两点的线速度有什么关系？角速度有什么关系？例2、分析图中，轮上A、B两点的线速度有什么关系？角速度有什么关系？师生互动,共同总结如下:皮带传动装置中，在皮带连接处，线速度大小相等，角速度大小的关系为同轴转动过程中，角速度、周期、转速相同，线速度大小的关系为师：以上两个结论是我们在今后的学习中经常用到的，请同学们要引起重视。例3、已知地球半径为6400km，则：地球赤道上的物体随地球自转的角速度是多少？线速度是多少？解：赤道上的物体随地球自转，做匀速圆周运动，其周期等于地球的自转周期，T=24h六、课堂小结请学生概括总结本节课学习的内容：1、描述圆周运动快慢的物理量：线速度、角速度、周期和转速。2、匀速圆周运动的概念及其特点。3、线速度与角速度的关系:v=ωr七、板书设计6.1圆周运动1、圆周运动：在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。2、线速度匀速圆周运动任意相等时间内通过的圆弧长度相等。3、角速度单位：rad/s；匀速圆周运动是角速度不变的运动。4