高中圓周運(yùn)動(dòng)教案
發(fā)表時(shí)間:2021-08-26高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(三)。
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高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(三)
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容選自人教版物理必修2第五章第4節(jié)。本節(jié)主要介紹了圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度的概念及兩者的關(guān)系;學(xué)生前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng),拋體運(yùn)動(dòng)以及平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做了很好的鋪墊;而本節(jié)課作為對(duì)特殊曲線運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步深入學(xué)習(xí),也為以后繼續(xù)學(xué)習(xí)向心力、向心加速度和生活中的圓周運(yùn)動(dòng)物理打下很好的基礎(chǔ),在教材中有著承上啟下的作用;因此,學(xué)好本節(jié)課具有重要的意義。本節(jié)課是從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)研究勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,圍繞著如何描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢展開(kāi),通過(guò)探究理清各個(gè)物理量的相互關(guān)系,并使學(xué)生能在具體的問(wèn)題中加以應(yīng)用。
(過(guò)渡句)知道了教材特點(diǎn),我們?cè)賮?lái)了解一下學(xué)生特點(diǎn)。也就是我說(shuō)課的第二部分:學(xué)情分析。
二、學(xué)情分析
學(xué)生雖然已經(jīng)具備了較為完備的直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)和曲線運(yùn)動(dòng)的初步知識(shí),并學(xué)會(huì)了用比值定義法描述勻速直線運(yùn)動(dòng)的快慢,盡管如此,但由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特殊性和復(fù)雜性以及學(xué)生認(rèn)知水平的差異,本節(jié)課的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)講仍然是一個(gè)不小的臺(tái)階。
(過(guò)渡句)基于以上的教材特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn),我制定了如下的教學(xué)目標(biāo),力圖把傳授知識(shí)、滲透學(xué)習(xí)方法以及培養(yǎng)興趣和能力有機(jī)的融合在一起,達(dá)到最好的教學(xué)效果。
三、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
知道描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的兩個(gè)物理量——線速度、角速度,會(huì)推導(dǎo)二者之間的關(guān)系。
【過(guò)程與方法】
通過(guò)對(duì)傳動(dòng)模型的應(yīng)用,對(duì)線速度、角速度之間的關(guān)系有更加深入的了解,提高分析能力和抽象思維能力。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
在思考中體會(huì)物理學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系,提高分析歸納能力,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
(過(guò)渡句)基于這樣的教學(xué)目標(biāo),要上好一堂課,還要明確分析教學(xué)的重難點(diǎn)。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
線速度、角速度的概念。
【難點(diǎn)】
1.二者關(guān)系的推導(dǎo)過(guò)程;
2. 對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解。
(過(guò)渡句)說(shuō)完了教學(xué)重難點(diǎn),下面我將著重談?wù)劚咎谜n的教學(xué)過(guò)程。
五、教學(xué)過(guò)程
首先是導(dǎo)入環(huán)節(jié):
在這個(gè)環(huán)節(jié)中,我將展示生活中的一些運(yùn)動(dòng),如摩天輪、脫水桶等,引導(dǎo)學(xué)生找相似點(diǎn):運(yùn)動(dòng)軌跡是一些圓,從而引出,這種軌跡為圓周的運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)——引出課題。
接下來(lái),我會(huì)順勢(shì)讓學(xué)生再例舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng),然后提出問(wèn)題,直線運(yùn)動(dòng)我們用單位時(shí)間內(nèi)的位移來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢,那么對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)又如何描述它們的運(yùn)動(dòng)快慢呢?
【意圖:這個(gè)問(wèn)題我采用類比的方式去提問(wèn),一方面讓學(xué)生回顧前面學(xué)過(guò)的直線運(yùn)動(dòng),另一方面讓學(xué)生帶著問(wèn)題去思考二者的不同,有效的啟發(fā)了學(xué)生的思維,很順利的過(guò)渡到了接下來(lái)要講的線速度和角速度?!?/p>
學(xué)習(xí)線速度的概念時(shí),我會(huì)用flash配合實(shí)物電風(fēng)扇的頁(yè)片,讓學(xué)生觀察當(dāng)用手緩慢撥動(dòng)頁(yè)片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),頁(yè)片上分別標(biāo)記的紅、藍(lán)兩種與圓心距離不等的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,哪個(gè)快那個(gè)慢。學(xué)生可以討論發(fā)現(xiàn)相同的時(shí)間里,通過(guò)的弧長(zhǎng)長(zhǎng)的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快。于是我們就可以用二者的比值來(lái)表示線速度的大小,而且我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)間t足夠小的時(shí)候,所對(duì)于的弧長(zhǎng)也非常短,接近于圓弧上的一個(gè)點(diǎn),因此線速度是瞬時(shí)速度,它的方向也就是在圓周各點(diǎn)的切線方向。另外還需讓學(xué)生討論交流“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中“勻速”的含義?!疽鈭D:這是本堂課的一個(gè)難點(diǎn),學(xué)生很容于將這里的勻速理解為速度不變。所以在這里我會(huì)再次強(qiáng)調(diào)速度的矢量性,它既有大小也有方向,這里的“勻速”其實(shí)是指“勻速率”,線速度大小不變,但是線速度的方向在時(shí)刻改變?!?/p>
接下來(lái)在學(xué)習(xí)角速度的概念時(shí),應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明這個(gè)概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和描述運(yùn)動(dòng)的需要而引入的,即物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),每通過(guò)一段弧長(zhǎng)都與轉(zhuǎn)過(guò)一定的圓心角相對(duì)應(yīng),因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢也可以用轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角與時(shí)間比值來(lái)描述,由此引入角速度的概念。但是在講述角速度的概念時(shí),不需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性。因?yàn)檫@個(gè)會(huì)在大學(xué)學(xué)習(xí)剛體力學(xué)的時(shí)候才學(xué),需要用右手螺旋定則確定。
明確了兩個(gè)概念之后,本堂課的一大重點(diǎn)就解決了,而依據(jù)教學(xué)目標(biāo),以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程和實(shí)際操作中暴露出的問(wèn)題,如何去推導(dǎo)線速度、角速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系又是本堂課的又一難點(diǎn)。在這里我將帶領(lǐng)學(xué)生去回顧數(shù)學(xué)中的表達(dá)式,然后讓學(xué)生自己動(dòng)手推導(dǎo)。(泡泡演講稿 wj62.com)
接下來(lái)在鞏固提升環(huán)節(jié),我將讓學(xué)生觀察自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖中的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)部分的轉(zhuǎn)動(dòng),分析A、B、C三個(gè)點(diǎn)線速度、角速度的關(guān)系?!疽鈭D:這是高中階段比較典型額皮帶傳動(dòng)問(wèn)題,關(guān)鍵是要讓學(xué)生明確兩種情況下v和ω的關(guān)系:同軸、共線,在此基礎(chǔ)上可以再提升難度:當(dāng)三個(gè)輪子一起轉(zhuǎn)的時(shí)候,又如何比較快慢,這樣問(wèn)題的設(shè)置層層深入,有梯度性,也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律】
最后是小結(jié)作業(yè)環(huán)節(jié),我將提出如下問(wèn)題:除了線速度、角速度,還有一些可以用來(lái)描述快慢的物理量,如周期T、頻率f,他們之間的關(guān)系又如何?可以讓學(xué)生自己嘗試推導(dǎo)這些物理量之間的關(guān)系。
以上便是我整堂課的教學(xué)過(guò)程。
這是我的板書設(shè)計(jì),采用提綱式的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了,可以讓學(xué)生在之后的負(fù)習(xí)中有章可循有本可依。
延伸閱讀
高一物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)教案53
5.4勻速圓周運(yùn)動(dòng)
一、教學(xué)目標(biāo):
1、知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
2、理解什么是線速度、角速度和周期
3、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系
二、教學(xué)重點(diǎn):
1、理解線速度、角速度和周期
2、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
3、線速度、角速度及周期之間的關(guān)系
三、教學(xué)難點(diǎn):
對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解
四、教學(xué)方法:
講授、推理歸納法
五、教學(xué)步驟:
導(dǎo)入新課
(1)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周,這樣的運(yùn)動(dòng)是很常見(jiàn)的,同學(xué)們能舉幾個(gè)例子嗎?(例:轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),地球和各個(gè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)等)
(2)今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)
新課教學(xué)
(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、理解線速度、角速度的概念
2、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系
3、理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)
(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程
1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(1)用多媒體投影一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),在相等的時(shí)間里通過(guò)相等的弧長(zhǎng)。
(2)并出示定義:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相同——這種運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(3)舉例:通過(guò)放錄像讓學(xué)生感知:一個(gè)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其上各點(diǎn)所做的運(yùn)動(dòng),地球和各個(gè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),都認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(4)通過(guò)電腦模擬:兩個(gè)物體都做圓周運(yùn)動(dòng),但快慢不同,過(guò)渡引入下一問(wèn)題。
2、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量
(1)線速度
a:分析:物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t增大幾倍,通過(guò)的弧長(zhǎng)也增大幾倍,所以對(duì)于某一勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,s與t的比值越大,物體運(yùn)動(dòng)得越快。
b:線速度
1)線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
2)線速度是矢量,它既有大小,也有方向。
3)線速度的大小
4)線速度的方向在圓周各點(diǎn)的切線方向上
5)討論:勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎?
6)得到:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng),因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。
(2)角速度
a:學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容
b:出示閱讀思考題
1)角速度是表示的物理量
2)角速度等于和的比值
3)角速度的單位是
c:說(shuō)明:對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,角速度是恒定的
d:強(qiáng)調(diào)角速度單位的寫法rad/s
(3)周期、頻率和轉(zhuǎn)速
a:學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容
b:出示閱讀思考題:
1)叫周期,叫頻率;叫轉(zhuǎn)速
2)它們分別用什么字母表示?
3)它們的單位分別是什么?
c閱讀結(jié)束后,學(xué)生自己復(fù)述上邊思考題。
(4)線速度、角速度、周期之間的關(guān)系
a:過(guò)渡:既然線速度、角速度、周期都是用來(lái)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,那么他們之間有什么樣的關(guān)系呢?
b:用投影片出示思考題
一物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1)它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫,用T表示。它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為,由此可知它的線速度為。
2)一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為,物體的角速度為。
c:通過(guò)思考題總結(jié)得到:
d:討論
1)當(dāng)v一定時(shí),與r成反比
2)當(dāng)一定時(shí)及v與r成正比
3)當(dāng)r一定時(shí),v與成正比
(三)實(shí)例分析(用投影片出示)
例1:分析下圖中,A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系?
分析得到:主動(dòng)輪通過(guò)皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過(guò)程中,皮帶(鏈條)上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等。
例2:分析下列情況下,輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系?
分析得到:同一輪上各點(diǎn)的角速度相同。
三、鞏固訓(xùn)練
用電腦進(jìn)行練習(xí),并且進(jìn)行激勵(lì)評(píng)價(jià)和升級(jí)訓(xùn)練
(一)填空
1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度的不變,時(shí)刻在變,所以線速度是(填恒量或變量),所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,勻速的含義是。
2、對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,哪些物理量是一定的?
(二)某電鐘上秒針、分針、時(shí)針的長(zhǎng)度比為d1:d2:d3=1:2:3,求
A:秒針、分針、時(shí)針尖端的線速度之比
B:秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比。
(三)師生共同解答課本本節(jié)的思考與討論。
六、小結(jié)
1、什么叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)?
2、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有哪幾個(gè)?分別說(shuō)明它們的含義及求解公式,他們間的聯(lián)系。
高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析》教學(xué)設(shè)計(jì)
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽(tīng)課,幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?小編收集并整理了“高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析》教學(xué)設(shè)計(jì)”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
高一物理教案:《勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、進(jìn)一步理解向心力的概念.
2、理解向心力公式,進(jìn)一步明確勻速圓周運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生條件,掌握向心力公式的應(yīng)用.
能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)在實(shí)際問(wèn)題中分析向心力來(lái)源的能力.
2、培養(yǎng)運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
1、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心周圍事物的習(xí)慣.
教學(xué)建議
教材分析
教材首先明確提出向心力是按效果命名的力,任何一個(gè)力或幾個(gè)力的合力只要它的作用效果是使物體產(chǎn)生向心加速度,它就是物體所受的向心力,接著詳細(xì)介紹了火車轉(zhuǎn)彎和汽車過(guò)拱橋兩個(gè)常見(jiàn)的實(shí)際問(wèn)題.后面又附有思考與討論,開(kāi)拓學(xué)生的思維.
教法建議
1、培養(yǎng)學(xué)生分析向心力來(lái)源的能力,分析問(wèn)題時(shí),要首先引導(dǎo)學(xué)生對(duì)做周圍運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力情況分析,并讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到求出物體沿半徑方向受到的合外力,就是提供給物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.
2、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物體知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.通過(guò)例題的分析與討論(結(jié)合動(dòng)畫或課件),引導(dǎo)學(xué)生從中領(lǐng)悟掌握運(yùn)用向心力公式的思路和方法.即: 第一:根據(jù)物體受力情況分析向心力的來(lái)源,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 .
第二:運(yùn)用向心力公式計(jì)算做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 .
第三:由物體實(shí)際受到的力 提供了它所需要的向心力 ,列出方程 求解.
3、可多舉一些實(shí)例讓學(xué)生分析.向心力可由重力、彈力、摩擦力等單獨(dú)提供,也可由它們的合力提供.
4、在講述汽車過(guò)拱橋的問(wèn)題時(shí),汽車做的是變速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)此要根據(jù)牛頓第二定律的瞬時(shí)性向?qū)W生指出:在變速圓周運(yùn)動(dòng)中,物體在各位置受到的向心力分別產(chǎn)生了物體通過(guò)各位置的向心加速度,向心力公式仍是適用的.但要注意,對(duì)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的情況,只有在物體通過(guò)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí),向心力才是合外力.同時(shí),還可以向?qū)W生指出:此問(wèn)題中出現(xiàn)的汽車對(duì)橋面的壓力大于或小于車重的現(xiàn)象,是發(fā)生在圓周運(yùn)動(dòng)中的超重或失重現(xiàn)象.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析
教學(xué)重點(diǎn):分析向心力來(lái)源.
教學(xué)難點(diǎn):實(shí)際問(wèn)題的處理方法.
主要設(shè)計(jì):
一、討論向心力的來(lái)源:
例如:萬(wàn)有引力提供向心力(人造地球衛(wèi)星);彈力提供向心力(繩系小球在光滑水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng));摩擦力力提供向心力(物價(jià)在轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng));合力提供向心力(圓錐擺等).
二、討論火車轉(zhuǎn)彎:
(一)展示圖片1:火車車輪有凸出的輪緣.
(二)展示課件1:外軌作用在火車輪緣上的力F是使火車必須轉(zhuǎn)彎的向心力.
(三)展示課件2:外軌高于內(nèi)軌時(shí)重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力.
(四)討論:為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制?
三、討論汽車過(guò)拱橋:
(一)思考:汽車過(guò)拱橋時(shí),對(duì)橋面的壓力與重力誰(shuí)大?
(二)展示課件3:汽車過(guò)拱橋在最高點(diǎn)的受力情況( 變 變)
(三)展示課件4:汽車過(guò)凹形橋時(shí)低點(diǎn)時(shí)的受力情況( 變 變)
(四)總結(jié)在圓周運(yùn)動(dòng)中的超重、失重情況.
探究活動(dòng)
1、蕩秋千時(shí),你對(duì)秋千底座的壓力大小恒定嗎?請(qǐng)你想辦法實(shí)際驗(yàn)證一下,并解釋為什么?
2、請(qǐng)觀察一下,建筑工地上用來(lái)砸實(shí)地面的“電動(dòng)夯”工作時(shí)的情況:什么時(shí)候底座離開(kāi)地面?什么時(shí)候砸向地面?為什么會(huì)出這樣的結(jié)果?
高一物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述
第1節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述
從容說(shuō)課
教材首先明確要研究圓周運(yùn)動(dòng)中的最簡(jiǎn)單的情況——?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng),接著從描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的角度引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念,最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系,中間有一個(gè)思考與討論作為鋪墊.
關(guān)于線速度、角速度、周期等概念的教學(xué)建議是:通過(guò)生活實(shí)例(齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或皮帶傳動(dòng)裝置)或多媒體資料,讓學(xué)生切實(shí)感受到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有運(yùn)動(dòng)快慢與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及周期之別,有必要引入相關(guān)的物理量加以描述.學(xué)習(xí)線速度的概念,可以根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念(結(jié)合課件)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)弧長(zhǎng)與時(shí)間t的比值保持不變的特點(diǎn),進(jìn)而引出線速度的大小與方向.同時(shí)應(yīng)向?qū)W生指出線速度就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度.學(xué)習(xí)角速度和周期的概念時(shí),應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明這兩個(gè)概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和描述運(yùn)動(dòng)的需要而引入的.即物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),每通過(guò)一段弧長(zhǎng)都與轉(zhuǎn)過(guò)一定的圓心角相對(duì)應(yīng),因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢也可以用轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角φ與時(shí)間t的比值來(lái)描述,由此引入角速度的概念.又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性的特點(diǎn),物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢還可以用轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)描述,為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時(shí),不要求向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性.在講述概念的同時(shí),要讓學(xué)生體會(huì)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運(yùn)動(dòng).
關(guān)于“線速度、角速度和周期間的關(guān)系”的教學(xué)建議是:結(jié)合課件引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到這幾個(gè)物理量在對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的描述上雖有所不同,但它們之間是有聯(lián)系的,并引導(dǎo)學(xué)生從如下思路理解它們之間的關(guān)系:
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教學(xué)重點(diǎn)1.理解線速度、角速度和周期;
2.什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng);
3.線速度、角速度及周期之間的關(guān)系.
教學(xué)難點(diǎn)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解,各量之間的關(guān)系及其應(yīng)用.
教具準(zhǔn)備投影儀、投影片、多媒體、轉(zhuǎn)臺(tái)、小傘.
課時(shí)安排1課時(shí)
三維目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng);
2.理解什么是線速度、角速度和周期;
3.理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系.
二、過(guò)程與方法
1.能夠用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式分析和解決有關(guān)問(wèn)題;
2.培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力及分析綜合能力;
3.滲透科學(xué)方法的教育.
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的教學(xué),使學(xué)生了解對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題可以從不同的側(cè)面進(jìn)行研究.
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周,這樣的運(yùn)動(dòng)是很常見(jiàn)的,同學(xué)們能舉幾個(gè)例子嗎?(例:冰上芭蕾運(yùn)動(dòng)員表演時(shí)在冰上留下一個(gè)個(gè)圓圈;游樂(lè)場(chǎng)中坐在空中轉(zhuǎn)椅上的游客都在沿圓周運(yùn)動(dòng);轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);地球和各個(gè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)等)
今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng).
推進(jìn)新課
一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1.用多媒體投影一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),在相等的時(shí)間里通過(guò)相等的弧長(zhǎng).
2.課件展示定義:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相同——這種運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng).
3.舉例:通過(guò)放錄像讓學(xué)生感知:一個(gè)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其上各點(diǎn)所做的運(yùn)動(dòng),地球和各個(gè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),都認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng).
4.實(shí)驗(yàn):通過(guò)調(diào)節(jié)電風(fēng)扇調(diào)速開(kāi)關(guān),每次風(fēng)扇都做圓周運(yùn)動(dòng),但快慢不同,過(guò)渡引入下一問(wèn)題.
二、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量
1.線速度
物體在相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)相等,如機(jī)械鐘表針尖的運(yùn)動(dòng).
思考:勻速周圓運(yùn)動(dòng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有周期性.用什么物理量可以描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢?
a:分析:物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t增大幾倍,通過(guò)的弧長(zhǎng)也增大幾倍,所以對(duì)于某一勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,s與t的比值越大,物體運(yùn)動(dòng)得越快.
b:線速度:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)與時(shí)間的比值.
①線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度.
②線速度是矢量,它既有大小,又有方向.
演示:水淋在小傘上,同時(shí)搖動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái).
觀察:水滴沿切線方向飛出.
思考:說(shuō)明什么?
【合作探究】
飛出的水滴在離開(kāi)傘的瞬間,由于慣性要保持原來(lái)的速度方向,因而表明了切線方向即為此時(shí)刻線速度的方向.
線速度的大?。?br> v線速度m/s
s→弧長(zhǎng)→m
t→時(shí)間→s
線速度的方向:在圓周各點(diǎn)的切線方向上.
③討論:勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎?
結(jié)論:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng),因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變.
2.角速度
a:學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容.
b:出示閱讀思考題:
①角速度是表示____________的物理量.
②角速度等于____________和____________的比值.
③角速度的單位是____________.
c:說(shuō)明:對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,角速度ω是恒定的.
d:強(qiáng)調(diào)角速度單位的寫法rad/s.
3.周期、頻率和轉(zhuǎn)速
a:學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容
b:出示閱讀思考題:
①____________叫周期,____________叫頻率,____________叫轉(zhuǎn)速.
②它們分別用什么字母表示?
③它們的單位分別是什么?
閱讀結(jié)束后,學(xué)生自己復(fù)述上邊思考題.
4.線速度、角速度、周期之間的關(guān)系
a:過(guò)渡:既然線速度、角速度、周期都是用來(lái)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,那么它們之間有什么樣的關(guān)系呢?
b:用投影片出示思考題
一物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)
①它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫____________,用T表示.它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為_(kāi)___________,由此可知它的線速度為_(kāi)________.
②一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為_(kāi)________,物體的角速度為_(kāi)________.
c:通過(guò)思考題總結(jié)得到:
d:討論v=ωr
①當(dāng)v一定時(shí),ω與r成反比;
②當(dāng)ω一定時(shí),v與r成正比;
③當(dāng)r一定時(shí),v與ω成正比.
多媒體課件展示:
三個(gè)量之間的關(guān)系
思考:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),v、ω、T是否改變?(ω、T不變,v大小不變、方向變)
講述:勻速周周運(yùn)動(dòng)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)稱,它是一種變速運(yùn)動(dòng).
三、實(shí)例分析(用投影片出示)
【例題剖析1】分析下圖中,A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系?
【教師精講】主動(dòng)輪通過(guò)皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過(guò)程中,皮帶(鏈條)上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等.
【例題剖析2】分析下列情況下,輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系?
【教師精講】同一輪上各點(diǎn)的角速度相同.
【例題剖析3】如下圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置,主動(dòng)軸O1上有兩個(gè)半徑分別為R和r的輪,O2上的輪半徑為r′,已知R=2r,,設(shè)皮帶不打滑,問(wèn):ωA∶ωB=?ωB∶ωC=??vA∶vB=?vA∶vC=?
【教師精講】A、B同軸,故ωA∶ωB=1∶1
因B與C用皮帶傳動(dòng),所以vA∶vB=1∶1
vB=ωBRvC=ωCr′
.
【例題剖析4】一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄每分鐘轉(zhuǎn)2400周,求:
(1)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與角速度;
(2)距轉(zhuǎn)軸r=0.2m點(diǎn)的線速度.
解析:(1)由于曲柄每秒鐘轉(zhuǎn)周,周期T為s;而每轉(zhuǎn)一周為2πrad,因此曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度
ω=rad/s=251rad/s;
(2)已知r=0.2m,因此這一點(diǎn)的線速度
v=ωr=251×0.2m/s=50.2m/s.
由上可知?jiǎng)蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)物體的角速度與周期之間的關(guān)系是
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四、鞏固訓(xùn)練
1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度的___________不變,___________時(shí)刻在變,所以線速度是___________(填“恒量”或“變量”),所以在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,勻速的含義是___________.
2.對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,哪些物理量是一定的?
3.某電鐘上秒針、分針、時(shí)針的長(zhǎng)度比為d1∶d2∶d3=3∶2∶1,求:
(1)秒針、分針、時(shí)針尖端的線速度之比;
(2)秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比.
4.一個(gè)圓環(huán),以豎直直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示,則環(huán)上M、N兩點(diǎn)的線速度的大小之比vM∶vN=___________;角速度之比ωM∶ωN=___________;周期之比TM∶TN=___________.
5.如圖所示,轉(zhuǎn)軸O1上固定有兩個(gè)半徑分別為R和r的輪,用皮帶傳動(dòng)O2輪,O2的輪半徑是r′,若O1每秒鐘轉(zhuǎn)了5圈,R=1m,r=r′=0.5m,則:
(1)大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=___________rad/s;(31.4)
(2)圖中A、C兩點(diǎn)的線速度分別是va=___________m/s,vc=___________m/s.
參考答案:
1.大小方向變量速率不變2.角速度周期3.(1)2160∶24∶1(2)720∶12∶14.∶11∶11∶15.(1)31.4(2)15.731.4
課堂小結(jié)
本節(jié)課學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)及描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,要掌握它們的含義及求解公式,弄清它們間的聯(lián)系,為后面的學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備.本章主要掌握:
1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng),它是一種變速運(yùn)動(dòng).
2.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量:
線速度:v=s/t
角速度:ω=φ/t
周期與頻率:f=1/T
相互關(guān)系:v=2πr/Tω=2π/Tv=rω
布置作業(yè)
課本P67作業(yè)4、5、6.
板書設(shè)計(jì)
1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng):質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng).
(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng).
2.線速度
(1)概念:線速度就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度.用來(lái)描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢和方向.
(2)大小:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)s與所用時(shí)間t的比值,即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng),表示線速度的大小.
(量度式)
(3)方向:在圓周該點(diǎn)的切線方向上.
(4)單位:m/s.
3.角速度
(1)概念:連接運(yùn)動(dòng)物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度φ跟所用時(shí)間t的比值,叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度.
(2)公式:角速度用ω來(lái)表示,有(量度式).
(3)單位:在SI制中,角速度的單位是弧度每秒,符號(hào)是rad/s.
4.周期、頻率和轉(zhuǎn)速
(1)周期:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期.符號(hào)用T表示,單位是s.
(2)頻率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周數(shù),即周期的倒數(shù),叫做頻率.符號(hào)用f表示,單位是Hz.
f=1/T
(3)轉(zhuǎn)速:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速.符號(hào)用n表示,單位是r/s、r/min.
5.線速度、角速度、周期之間的關(guān)系
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活動(dòng)與探究
觀察與測(cè)量:請(qǐng)研究一下自行車飛輪與中軸輪盤通過(guò)鏈條的連接關(guān)系:測(cè)量一下各自的半徑,并思考驗(yàn)證兩輪的角速度關(guān)系;邊緣點(diǎn)的線速度大小關(guān)系;研究一下“變速自行車”的變速原理.
滬科版高一物理下冊(cè)《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教案
滬科版高一物理下冊(cè)《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教案
教學(xué)任務(wù)分析
勻速圓周運(yùn)動(dòng)是繼直線運(yùn)動(dòng)后學(xué)習(xí)的第一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng),是對(duì)如何描述和研究比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)的拓展,是力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系知識(shí)的進(jìn)一步延伸,也是以后學(xué)習(xí)其他更復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng)、單擺的簡(jiǎn)諧振動(dòng)等)的基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要以勻速直線運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)為基礎(chǔ)。
從觀察生活與實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象入手,使學(xué)生知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,歸納認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本、最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng),體會(huì)建立理想模型的科學(xué)研究方法。
通過(guò)設(shè)置情境,使學(xué)生感受圓周運(yùn)動(dòng)快慢不同的情況,認(rèn)識(shí)到需要引入描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,再通過(guò)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的類比和多媒體動(dòng)畫的輔助,學(xué)習(xí)線速度與角速度的概念。
通過(guò)小組討論、實(shí)驗(yàn)探究、相互交流等方式,創(chuàng)設(shè)平臺(tái),讓學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的知識(shí),對(duì)幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行討論分析,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的情感,學(xué)會(huì)合作與交流,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)品質(zhì)。
通過(guò)生活實(shí)例,認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)在生活中是普遍存在的,學(xué)習(xí)和研究圓周運(yùn)動(dòng)是非常必要和十分重要的,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
(2)知道圓周運(yùn)動(dòng);理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(3)理解線速度和角速度。
(4)會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中計(jì)算線速度和角速度的大小并判斷線速度的方向。
2、過(guò)程與方法
(1)通過(guò)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念的形成過(guò)程,認(rèn)識(shí)建立理想模型的物理方法。
(2)通過(guò)學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義和線速度、角速度的定義,認(rèn)識(shí)類比方法的運(yùn)用。
3、態(tài)度、情感與價(jià)值觀
(1)從生活實(shí)例認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的普遍性和研究圓周運(yùn)動(dòng)的必要性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。
(2)通過(guò)共同探討、相互交流的學(xué)習(xí)過(guò)程,懂得合作、交流對(duì)于學(xué)習(xí)的重要作用,在活動(dòng)中樂(lè)于與人合作,尊重同學(xué)的見(jiàn)解,善于與人交流。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念。(2)用線速度、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。難點(diǎn):理解線速度方向是圓弧上各點(diǎn)的切線方向。
四、教學(xué)資源
1、器材:壁掛式鐘,回力玩具小車,邊緣帶孔的旋轉(zhuǎn)圓盤,玻璃板,建筑用黃沙,乒乓球,斜面,刻度尺,帶有細(xì)繩連接的小球。2、課件:flash課件——演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng);——演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3、錄像:三環(huán)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)包括物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、線速度與角速度三部分內(nèi)容。
本設(shè)計(jì)的基本思路是:以錄像和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)分析得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件;通過(guò)觀察對(duì)比歸納出勻速圓周的特征;以情景激疑認(rèn)識(shí)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的不同描述,引入線速度與角速度概念;通過(guò)討論、釋疑、活動(dòng)、交流等方式,鞏固所學(xué)知識(shí),運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念和線速度、角速度概念。方法是:通過(guò)對(duì)鐘表指針和過(guò)山車兩類圓周運(yùn)動(dòng)的觀察對(duì)比,歸納出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征;設(shè)置地月對(duì)話的情景,引入對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述;再通過(guò)多媒體動(dòng)畫輔助,并與勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和線速度、角速度的概念。
本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:線速度的方向。方法是:通過(guò)觀察做圓周運(yùn)動(dòng)的小球沿切線飛出,以及由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布這兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn),直觀顯示得出。
本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以視頻、實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫為線索,注重刺激學(xué)生的感官,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)和感受,化抽象思維為形象思維,概念和規(guī)律的教學(xué)體現(xiàn)“建模”、“類比”等物理方法,學(xué)生的活動(dòng)以討論、交流、實(shí)驗(yàn)探究為主,涉及的問(wèn)題聯(lián)系生活實(shí)際,貼近學(xué)生生活,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)習(xí)價(jià)值和意義的感悟。
完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。
六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖2、流程圖說(shuō)明
情境I錄像,演示,設(shè)問(wèn)1
播放錄像:三環(huán)過(guò)山車,讓學(xué)生看到物體的運(yùn)動(dòng)有直線和曲線。
演示:讓學(xué)生向正在做直線運(yùn)動(dòng)的乒乓球用力吹氣,體驗(yàn)球在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)。
設(shè)問(wèn)1:物體在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)?
情境II觀察、對(duì)比,設(shè)問(wèn)2
觀察、對(duì)比鐘表指針和過(guò)山車這兩類圓周運(yùn)動(dòng)。