高中圓周運動教案

勻速圓周運動。

教學目標

知識目標
1、認識勻速圓周運動的概念．
2、理解線速度、角速度和周期的概念，掌握這幾個物理量之間的關(guān)系并會進行計算．

能力目標
培養(yǎng)學生建立模型的能力及分析綜合能力．

情感目標
激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生積極參與的意識．

教學建議

教材分析
教材首先明確要研究圓周運動中的最簡單的情況，勻速圓周運動，接著從描述勻速圓周運動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，最后推導出線速度、角速度、周期間的關(guān)系，中間有一個思考與討論做為鋪墊．

教法建議
關(guān)于線速度、角速度、周期等概念的教學建議是：通過生活實例（齒輪轉(zhuǎn)動或皮帶傳動裝置）或多媒體資料，讓學生切實感受到做圓周運動的物體有運動快慢與轉(zhuǎn)動快慢及周期之別，有必要引入相關(guān)的物理量加以描述．學習線速度的概念，可以根據(jù)勻速圓周運動的概念（結(jié)合課件）引導學生認識弧長與時間比值保持不變的特點，進而引出線速度的大小與方向．同時應向?qū)W生指出線速度就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度．學習角速度和周期的概念時，應向?qū)W生說明這兩個概念是根據(jù)勻速圓周運動的特點和描述運動的需要而引入的．即物體做勻速圓周運動時，每通過一段弧長都與轉(zhuǎn)過一定的圓心角相對應，因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動的快慢也可以用轉(zhuǎn)過的圓心角與時間t比值來描述，由此引入角速度的概念．又根據(jù)勻速圓周運動具有周期性的特點，物體沿圓周轉(zhuǎn)動的快慢還可以用轉(zhuǎn)動一圈所用時間的長短來描述，為此引入了周期的概念．講述角速度的概念時，不要求向?qū)W生強調(diào)角速度的矢量性．在講述概念的同時，要讓學生體會到勻速圓周運動的特點：線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運動．
關(guān)于“線速度、角速度和周期間的關(guān)系”的教學建議是：結(jié)合課件引導學生認識到這幾個物理量在對圓周運動的描述上雖有所不同，但它們之間是有聯(lián)系的，并引導學生從如下思路理解它們之間的關(guān)系：

--方案
勻速圓周運動

教學重點：線速度、角速度、周期的概念

教學難點：各量之間的關(guān)系及其應用www.lvshijia.net

主要設計：

一、描述勻速圓周運動的有關(guān)物理量．

（一）讓學生舉一些物體做圓周運動的實例．

（二）展示課件1、齒輪傳動裝置

課件2、皮帶傳動裝置

為引入概念提供感性認識，引起思考和討論

（三）展示課件3：質(zhì)點做勻速圓周運動

可暫停．可讀出運行的時間，對應的弧長，轉(zhuǎn)過的圓心角，進而給出線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念．

二、線速度、角速度、周期間的關(guān)系：

（一）重新展示課件

1、齒輪傳動裝置．讓學生體會到有些不同的點線速度大小相同，但角速度、周期不同，有些不同的點角速度、周期相同，但線速度大小不同；進而此導同學去分析它們之間的關(guān)系：

探究活動
觀察與測量：請研究一下自行車飛輪與中軸輪盤通過鏈條的連接關(guān)系：測量一下各自的半徑，并思考驗證兩輪的角速度關(guān)系，邊緣點的線速度大小關(guān)系；有條件的話研究一下“變速自行車”的變速原理．

精選閱讀

勻速圓周運動的整合

勻速圓周運動的整合
學習目標1、掌握勻速圓周運動的特點和規(guī)律
2、能用牛頓第二定律處理勻速圓周運動問題
重點難點
學習過程：通過例題鞏固本節(jié)內(nèi)容
1．在水平路面上轉(zhuǎn)彎的汽車，向心力是【】
A．重力和支持力B．重力、支持力、牽引力的合力
C．滑動摩擦力D．靜摩擦力

2．如圖所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個圓弧形橋面的頂點時，關(guān)于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況，以下說法正確的是【】
A．在豎直方向汽車受到三個力：重力和橋面的支持力和向心力
B．在豎直方向汽車只受兩個力，重力和橋面的支持力
C．汽車對橋面的壓力小于汽車的重力
D．汽車對橋面的壓力大于汽車的重力

3．關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)、外鐵軌間的高度關(guān)系，下列說法中正確的是【】
A．內(nèi)、外軌一樣高，以防列車傾倒造成翻車事故
B．外軌比內(nèi)軌略高，這樣可以使列車順利轉(zhuǎn)彎，減少車輪與鐵軌的側(cè)向擠壓
C．因為列車轉(zhuǎn)彎處有向內(nèi)傾倒的可能，故一般使內(nèi)軌高于外軌，以防列車翻倒
D．以上說法均不對

4．飛行員的質(zhì)量為m，假如他駕駛飛機在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運動，在其圓周運動的最高點和最低點，飛行員對座椅產(chǎn)生的壓力情況是【】
A．在最高點最大B．在最低點最大
C．相等D．在最低點比在最高點大mg
5．冰面對溜冰運動員的最大摩擦力為運動員重力的k倍，在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運動員，若依靠摩擦力充當向心力，其安全速度為【】
A．V=kRgB．V≤kRg
C．V≤2kRgD．V≤Rgk
6．火車轉(zhuǎn)彎做圓周運動，如果外軌和內(nèi)軌一樣高，火車能勻速通過彎道做圓周運動，下列說法中正確的是【】
A．火車通過彎道向心力的來源是外軌的水平彈力，所以外軌容易磨損
B．火車通過彎道向心力的來源是內(nèi)軌的水平彈力，所以內(nèi)軌容易磨損
C．火車通過彎道向心力的來源是火車的重力，所以內(nèi)外軌道均不磨損
D．以上三種說法都是錯誤的

7．一根輕繩中，線段OA=AB，A、B兩球質(zhì)量相等，它們繞O點在光滑的水平面上以相同的角速度轉(zhuǎn)動時，如圖所示，兩段線拉力之比TAB：TOA＝。

8．如圖所示，A、B兩輪半徑之比為1:3，兩輪邊緣擠壓在一起，
在兩輪轉(zhuǎn)動中，接觸點不存在打滑的現(xiàn)象，則兩輪邊緣的線速度大小之比等于。兩輪的轉(zhuǎn)數(shù)之比等于，A輪半徑中點與B輪邊緣的角速度大小之比等于。

9．一架滑翔機以180km/h的速率，沿著半徑為1200m的水平圓弧飛行，計算機翼和水平面間夾角的正切值．（取g=10m/s2）

10．一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面，取g=10m/s2．求：
（1）若橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大？
（2）若橋面為凸形，汽車以10m／s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大？
（3）汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力？

小結(jié)：

勻速圓周運動快慢的描述

4.1《勻速圓周運動快慢的描述》學案Z
【學習目標】
1、知道什么是勻速圓周運動
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
【學習重點】
理解線速度、角速度和周期
【知識要點】
1.勻速圓周運動的概念：質(zhì)點沿圓周運動,在相等的里通過的相等的運動.
2.描述圓周運動的物理量及其關(guān)系
(1)線速度v：做勻速圓周運動的物體通過的弧長s跟通過這段弧長所用時間t的,叫運動物體的線速度,其方向與,v=s/t.
(2)角速度ω：做勻速圓周運動的物體,連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度φ跟所用時間t的叫角速度,ω=φ/tv=ωR.
(3)周期T：做勻速圓周運動的物體運動一周所用的叫做周期T,單位是秒(s).
T=.
(4)頻率f(轉(zhuǎn)速n)：物體做勻速圓周運動時,1s內(nèi)運動的稱為頻率f,單位是Hz(r/s),如果用1min內(nèi)運動的周數(shù)表示則稱為,單位用r/min表示.f=60nT=1/f.
3.線速度、角速度、周期之間的關(guān)系
ωωr
討論：1）當v一定時，ω與r成反比
2）當ω一定時，v與r成正比
3）當r一定時，v與ω成正比
方法：
(1)圓周運動的線速度方向的確定：找出圓周的切線方向,線速度的方向即切線方向.
(2)皮帶和齒輪傳動的線速度與角速度關(guān)系判斷：齒輪和皮帶傳動中,齒輪咬合處和同一皮帶上的輪緣線速度相等,同軸轉(zhuǎn)盤角速度相等.
（時間、圓弧長度，比值、軌跡相切，比值，時間，周期個數(shù)、轉(zhuǎn)速n，）
【典型例題】
【例1】如圖所示,皮帶轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動時,皮帶上A、B點及輪上C點的運動情況是
A.vA=vB,vB＞vCB.ωA=ωB,vB＞vC
C.vA=vB,ωB=ωCD.ωA＞ωB,vB=vC
解析:同一根皮帶連接,則線速度相等,所以A、B兩點線速度相等；同一轉(zhuǎn)盤上各點的角速度相等,所以B、C兩點的角速度相等,半徑大的線速度大.
答案:AC
【達標訓練】
1．關(guān)于作勻速圓周運動的物體的向心加速度，下列說法正確的是：（）
A．向心加速度的大小和方向都不變
B．向心加速度的大小和方向都不斷變化
C．向心加速度的大小不變，方向不斷變化
D．向心加速度的大小不斷變化，方向不變
2．對于做勻速圓周運動的質(zhì)點，下列說法正確的是：（）
A．根據(jù)公式a=v2/r，可知其向心加速度a與半徑r成反比
B．根據(jù)公式a=ω2r，可知其向心加速度a與半徑r成正比
C．根據(jù)公式ω=v/r，可知其角速度ω與半徑r成反比
D．根據(jù)公式ω=2πn，可知其角速度ω與轉(zhuǎn)數(shù)n成正比
3.機械手表的時針、分針、秒針的角速度之比為（）
A.1：60：360B.1：12：360C.1：12：720D.1：60：7200
4.甲、乙兩個物體分別放在廣州和北京，它們隨地球一起轉(zhuǎn)動時，下面說法正確的是（）
A.甲的線速度大，乙的角速度小B.甲的線速度大，乙的角速度大
C.甲和乙的線速度相等D.甲和乙的角速度相等
5.一個做勻速圓周運動的物體，如果半徑不變，而速率增加到原來速率的三倍，其向心力增加了
64牛頓，那么物體原來受到的向心力的大小是（）
A.16NB.12NC.8ND.6N
6.同一輛汽車以同樣大小的速度先后開上平直的橋和凸形橋，在橋的中央處有（）
A.車對兩種橋面的壓力一樣大B.車對平直橋面的壓力大
C.車對凸形橋面的壓力大D.無法判斷
7.一個直徑為d的飛輪繞水平軸轉(zhuǎn)動,當飛輪轉(zhuǎn)速為n時,附在輪邊沿上與圓心同高處的水滴脫離飛輪飛出.求證水滴上升的最大高度h=π2n2d2/(2g).

答案：
題號123456
答案CDCDCB
7.證明:轉(zhuǎn)輪的線速度為v=rω=dω/2=2πd/2T=πdn.
水滴以該速度沿切線飛出,做豎直上拋運動.
根據(jù)豎直上拋的公式,其最大高度等于h=v2/(2g)=π2n2d2/(2g),得證.

第五章　曲線運動（四、勻速圓周運動）

教學目標：

一知識目標：

1．知道什么是勻速圓周運動

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

二能力目標：

能夠勻速圓周運動的有關(guān)公式分析和解決有關(guān)問題。

三德育目標：

通過描述勻速圓周運動快慢的教學，使學生了解對于同一個問題可以從不同的側(cè)面進行研究。

教學重點：

1．理解線速度、角速度和周期

2．什么是勻速圓周運動

3．線速度、角速度及周期之間的關(guān)系

教學難點：

對勻速圓周運動是變速運動的理解

教學方法：

講授、推理歸納法

教學用具：

投影儀、投影片、多媒體

教學步驟：

一導入新課

（1）物體的運動軌跡是圓周，這樣的運動是很常見的，同學們能舉幾個例子嗎？（例：轉(zhuǎn)動的電風扇上各點的運動，地球和各個行星繞太陽的運動等）

（2）今天我們就來學習最簡單的圓周運動──勻速圓周運動

二新課教學

（一）用投影片出示本節(jié)課的學習目標

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．理解勻速圓周運動是變速運動

（二）學習目標完成過程

1．勻速圓周運動

（1）用多媒體投影一個質(zhì)點做圓周運動，在相等的時間里通過相等的弧長。

（2）并出示定義：質(zhì)點沿圓周運動，如果在相等的時間里通過的圓弧長度相同──這種運動就叫勻速圓周運動。

（3）舉例：通過放錄像讓學生感知：一個電風扇轉(zhuǎn)動時，其上各點所做的運動，地球和各個行星繞太陽的運動，都認為是勻速圓周運動。

（4）通過電腦模擬：兩個物體都做圓周運動，但快慢不同，過渡引入下一問題。

2．描述勻速圓周運動快慢的物理量

1線速度

a：分析：物體在做勻速圓周運動時，運動的時間t增大幾倍，通過的弧長也增大幾倍，所以對于某一勻速圓周運動而言，s與t的比值越大，物體運動得越快。

b：線速度

（1）線速度是物體做勻速圓周運動的瞬時速度。

（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的切線方向上。

（5）討論：勻速圓周運動的線速度是不變的嗎？

（6）得到：勻速圓周運動是一種非勻速運動，因為線速度的方向在時刻改變。

2角速度

a：學生閱讀課文有關(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：說明：對某一確定的勻速圓周運動而言，角速度是恒定的

d：強調(diào)角速度單位的寫法rad/s

3周期、頻率和轉(zhuǎn)速

a：學生閱讀課文有關(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，學生自己復述上邊思考題。

（4）線速度、角速度、周期之間的關(guān)系

a：過渡：既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運動快慢的物理量，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的勻速圓周運動

（1）它運動一周所用的時間叫_______，用T表示。它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長為________，由此可知它的線速度為_______。

（2）一個周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為_________，物體的角速度為_______。

c：通過思考題總結(jié)得到：

d：討論

（1）當v一定時，與r成反比

（2）當一定時及v與r成正比

（3）當r一定時，v與成正比

（三）實例分析（用投影片出示）

例1：分析下圖中，A、B兩點的線速度有什么關(guān)系？

分析得到：主動輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動從動輪的過程中，皮帶（鏈條）上各點以及兩輪邊緣上各點的線速度大小相等。

例2：分析下列情況下，輪上各點的角速度有什么關(guān)系？

分析得到：同一輪上各點的角速度相同。

三鞏固訓練

用電腦進行練習，并且進行激勵評價和升級訓練

（一）填空

1．做勻速圓周運動的物體線速度的________不變，_________時刻在變，所以線速度是________（填恒量或變量），所以勻速圓周運動中，勻速的含義是_____________________________________。

2．對于做勻速圓周運動的物體，哪些物理量是一定的？

（二）某電鐘上秒針、分針、時針的長度比為d1：d2：d3＝1：2：3，求

A：秒針、分針、時針尖端的線速度之比

B：秒針、分針、時針轉(zhuǎn)動的角速度之比。

（三）師生共同解答課本本節(jié)的思考與討論。

四小結(jié)

1．什么叫勻速圓周運動？

2．描述勻速圓周運動快慢的物理量有哪幾個？分別說明它們的含義及求解公式，他們間的聯(lián)系。

五作業(yè)

高一物理勻速圓周運動快慢的描述