高中圓周運動教案
發(fā)表時間:2020-09-28高一物理勻速圓周運動教案53。
5.4勻速圓周運動
一、教學目標:
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、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
三、教學難點:
對勻速圓周運動是變速運動的理解
四、教學方法:
講授、推理歸納法
五、教學步驟:
導(dǎo)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
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(fù)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。
六、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。
擴展閱讀
滬科版高一物理下冊《勻速圓周運動》教案
滬科版高一物理下冊《勻速圓周運動》教案
教學任務(wù)分析
勻速圓周運動是繼直線運動后學習的第一個曲線運動,是對如何描述和研究比直線運動復(fù)雜的運動的拓展,是力與運動關(guān)系知識的進一步延伸,也是以后學習其他更復(fù)雜曲線運動(平拋運動、單擺的簡諧振動等)的基礎(chǔ)。
學習勻速圓周運動需要以勻速直線運動、牛頓運動定律等知識為基礎(chǔ)。
從觀察生活與實驗中的現(xiàn)象入手,使學生知道物體做曲線運動的條件,歸納認識到勻速圓周運動是最基本、最簡單的圓周運動,體會建立理想模型的科學研究方法。
通過設(shè)置情境,使學生感受圓周運動快慢不同的情況,認識到需要引入描述圓周運動快慢的物理量,再通過與勻速直線運動的類比和多媒體動畫的輔助,學習線速度與角速度的概念。
通過小組討論、實驗探究、相互交流等方式,創(chuàng)設(shè)平臺,讓學生根據(jù)本節(jié)課所學的知識,對幾個實際問題進行討論分析,調(diào)動學生學習的情感,學會合作與交流,養(yǎng)成嚴謹務(wù)實的科學品質(zhì)。
通過生活實例,認識圓周運動在生活中是普遍存在的,學習和研究圓周運動是非常必要和十分重要的,激發(fā)學習熱情和興趣。
二、教學目標
1、知識與技能
(1)知道物體做曲線運動的條件。
(2)知道圓周運動;理解勻速圓周運動。
(3)理解線速度和角速度。
(4)會在實際問題中計算線速度和角速度的大小并判斷線速度的方向。
2、過程與方法
(1)通過對勻速圓周運動概念的形成過程,認識建立理想模型的物理方法。
(2)通過學習勻速圓周運動的定義和線速度、角速度的定義,認識類比方法的運用。
3、態(tài)度、情感與價值觀
(1)從生活實例認識圓周運動的普遍性和研究圓周運動的必要性,激發(fā)學習興趣和求知欲。
(2)通過共同探討、相互交流的學習過程,懂得合作、交流對于學習的重要作用,在活動中樂于與人合作,尊重同學的見解,善于與人交流。
三、教學重點難點
重點:(1)勻速圓周運動概念。(2)用線速度、角速度描述圓周運動的快慢。難點:理解線速度方向是圓弧上各點的切線方向。
四、教學資源
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,帶有細繩連接的小球。2、課件:flash課件——演示同樣時間內(nèi),兩個運動所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運動;——演示同樣時間內(nèi),兩個運動半徑所轉(zhuǎn)過角度不同的勻速圓周運動。3、錄像:三環(huán)過山車運動過程。
五、教學設(shè)計思路
本設(shè)計包括物體做曲線運動的條件、勻速圓周運動、線速度與角速度三部分內(nèi)容。
本設(shè)計的基本思路是:以錄像和實驗為基礎(chǔ),通過分析得出物體做曲線運動的條件;通過觀察對比歸納出勻速圓周的特征;以情景激疑認識對勻速圓周運動快慢的不同描述,引入線速度與角速度概念;通過討論、釋疑、活動、交流等方式,鞏固所學知識,運用所學知識解決實際問題。
本設(shè)計要突出的重點是:勻速圓周運動概念和線速度、角速度概念。方法是:通過對鐘表指針和過山車兩類圓周運動的觀察對比,歸納出勻速圓周運動的特征;設(shè)置地月對話的情景,引入對勻速圓周運動快慢的描述;再通過多媒體動畫輔助,并與勻速直線運動進行類比得出勻速圓周運動的概念和線速度、角速度的概念。
本設(shè)計要突破的難點是:線速度的方向。方法是:通過觀察做圓周運動的小球沿切線飛出,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演示實驗,直觀顯示得出。
本設(shè)計強調(diào)以視頻、實驗、動畫為線索,注重刺激學生的感官,強調(diào)學生的體驗和感受,化抽象思維為形象思維,概念和規(guī)律的教學體現(xiàn)“建?!薄ⅰ邦惐取钡任锢矸椒?,學生的活動以討論、交流、實驗探究為主,涉及的問題聯(lián)系生活實際,貼近學生生活,強調(diào)對學習價值和意義的感悟。
完成本設(shè)計的內(nèi)容約需2課時。
六、教學流程
1、教學流程圖2、流程圖說明
情境I錄像,演示,設(shè)問1
播放錄像:三環(huán)過山車,讓學生看到物體的運動有直線和曲線。
演示:讓學生向正在做直線運動的乒乓球用力吹氣,體驗球在什么情況下將做曲線運動。
設(shè)問1:物體在什么情況下將做曲線運動?
情境II觀察、對比,設(shè)問2
觀察、對比鐘表指針和過山車這兩類圓周運動。
高一物理勻速圓周運動的實例分析教案54
5.6勻速圓周運動的實例分析
教學目標:
(一)知識與技能
1、知道向心力是物體沿半徑方向的合外力。
2、知道向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運動。
3、會在具體問題中分析向心力的來源。
(二)過程與方法
通過對幾個實例的分析,使學生明確具體問題必須具體分析。
(三)情感態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生的分析能力、綜合能力和推理能力,明確解決實際問題的思路和方法。
教學重點:
1、掌握勻速圓周運動的向心力公式及與圓周運動有關(guān)的幾個公式
2、能用上述公式解決有關(guān)圓周運動的實例
教學難點:
理解做勻速圓周運動的物體受到的向心力是由某幾個力的合力提供的,而不是一種特殊的力。
教學方法:
講授法、分析歸納法、推理法
教學過程:
(一)引入新課
1、復(fù)習提問:
(1)如何求解向心加速度?
(2)向心力的求解公式有哪幾個?
2、引入:本節(jié)課我們應(yīng)用上述公式來對幾個實際問題進行分析。
(二)新課教學
一、運用向心力公式的解題步驟:
(1)明確研究對象,確定它在哪個平面內(nèi)做圓周運動,找到圓心和半徑。
(2)確定研究對象在某個位置所處的狀態(tài),進行具體的受力分析,分析哪些力提供了向心力。
(3)建立以向心方向為正方向的坐標,據(jù)向心力公式列方程。
(4)解方程,對結(jié)果進行必要的討論。
二、實例分析
1、火車轉(zhuǎn)彎
火車在平直軌道上勻速行駛時,所受的合力等于0,那么當火車轉(zhuǎn)彎時,我們說它做圓周運動,那么是什么力提供火車的向心力呢?是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的外軌對輪緣的彈力提供向心力,由于火車質(zhì)量很大,故輪緣和外軌間的相互作用力很大,易損害鐵軌。所以,實際的彎道處的情況,如圖:
a、外軌略高于內(nèi)軌。
b、此時火車的支持力FN的方向不再是豎直的,而是斜向彎道的內(nèi)側(cè)。
c、此時支持力與重力的合力提供火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力。
d、轉(zhuǎn)彎處要選擇內(nèi)外軌適當?shù)母叨炔睿罐D(zhuǎn)彎時所需的向心力完全由重力G和支持力FN來提供這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。
2、汽車過拱橋和航天器中的失重問題
如圖,若汽車在拱橋上以速度v前進,橋面的圓弧半徑為R,求汽車過橋的最高點時對橋面的壓力?
⑴選汽車為研究對象
⑵對汽車進行受力分析:受到重力和橋?qū)嚨闹С至?br> ⑶上述兩個力的合力提供向心力、且向心力方向向下
⑷建立關(guān)系式:
又因支持力與壓力是一對作用力與反作用力,所以且
通過與上例的類比,可以了解航天器中的失重的原因,并由
可以解出,當時座艙對航天員的支持力F支=0,航天員處于失重狀態(tài)。
3、離心運動
做圓周運動的物體,它的線速度方向就在圓周的切線上,物體之所以沒有飛出去,是因為它受到的合外力提供了它所需的向心力。當向心力突然消失時,物體就沿切線飛出去;當向心力不足時,物體雖不會沿切線飛出去,也會逐漸遠離圓心,即:
(1)定義:做圓周運動的物體,在所受合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需要的向心力的情況下,將遠離圓心運動出去,這種運動叫做離心運動。如圖:
(2)應(yīng)用:離心干燥器、無縫鋼管的生產(chǎn)、離心水泵
4、實例探究
[例1]雜技演員在做水流星表演時,用繩系著裝有水的水桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運動,若水的質(zhì)量m=0.5kg,繩長l=60cm,求:
(1)最高點水不流出的最小速率;
(2)水在最高點速率v=3m/s時,水對桶底的壓力。
【解析】(1)在最高點水不流出的條件是重力不大于水做圓周運動所需要的向心力
即:mg≤m
則所求最小速率v0=m/s=2.42m/s.
(2)當水在最高點的速率大于v0時,只靠重力提供向心力已不足,此時水桶底對水有一向下的壓力,設(shè)為FN,由牛頓第二定律有
FN+mg=m
FN=m-mg=2.6N
由牛頓第三定律知,水對桶底的作用力FN′=FN=2.6N,方向豎直向上.
點評:抓住臨界狀態(tài),找出臨界條件是解決這類極值問題的關(guān)鍵.
【思考】若本題中將繩換成輕桿,將桶換成球,上面所求的臨界速率還適用嗎?
[例2]如圖所示,在水平固定的光滑平板上,有一質(zhì)量為M的質(zhì)點P,與穿過中央小孔H的輕繩一端連著。平板與小孔是光滑的,用手拉著繩子下端,使質(zhì)點做半徑為a、角速度為ω1的勻速圓周運動。若繩子迅速放松至某一長度b而拉緊,質(zhì)點就能在以半徑為b的圓周上做勻速圓周運動.求質(zhì)點由半徑a到b所需的時間及質(zhì)點在半徑為b的圓周上運動的角速度.
【解析】質(zhì)點在半徑為a的圓周上以角速度ω1做勻速圓周運動,其線速度為va=ω1a.突然松繩后,向心力消失,質(zhì)點沿切線方向飛出以va做勻速直線運動,直到線被拉直.如圖所示。質(zhì)點做勻速直線運動的位移為s=,則質(zhì)點由半徑a到b所需的時間為:t=s/va=/(ω1a)。
當線剛被拉直時,球的速度為va=ω1a,把這一速度分解為垂直于繩的速度vb和沿繩的速度v′.在繩繃緊的過程中v′減為零,質(zhì)點就以vb沿著半徑為b的圓周做勻速圓周運動.根據(jù)相似三角形得即.則質(zhì)點沿半徑為b的圓周做勻速圓周運動的角速度為ω2=a2ω1/b2。
(三)課堂小結(jié):讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容
(四)布置作業(yè):問題與練習1、2、3、4
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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(yīng),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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)用
主要設(shè)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(yīng)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(dǎo)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.
高一物理必修2《勻速圓周運動》說課稿
高一物理必修2《勻速圓周運動》說課稿
教材分析:
《勻速圓周運動》選自高中物理必修二第二章第一節(jié)。它是學生在充分掌握了曲線運動的規(guī)律后,接觸到的一個較為復(fù)雜的曲線運動,本節(jié)內(nèi)容作為該部分的起始章節(jié),主要向?qū)W生介紹圓周運動的幾個基本概念,為后續(xù)的學習打下一個良好的基礎(chǔ)。
學情分析:
學生已經(jīng)學習了曲線運動的規(guī)律和特點,圓周運動是生活中常見的實例,學生有較高的學習興趣。
教學目標:
1.知識與技能:認識勻速圓周運動的概念,了解周期的概念,理解線速度,角速度的概念以及它們之間的關(guān)系,具備利用相關(guān)知識分析與解決實際問題的能力。
2.過程與方法:在時間足夠小的情景下(極限法)理解線速度的瞬時性,通過數(shù)學知識探究線速度,角速度,半徑之間的關(guān)系。
3.態(tài)度,情感與價值觀:通過數(shù)學知識與方法的應(yīng)用,體會學科知識間的聯(lián)系,建立普遍聯(lián)系的觀點;從不同的方面辯證,全面地認識圓周運動的快慢,樹立正確的認識觀。
教學重點:
理解線速度,角速度,勻速圓周運動的概念;理解線速度與角速度的關(guān)系。
教學難點:
利用概念與規(guī)律解決生活中自行車有關(guān)的問題
下面將從六個方面對本節(jié)內(nèi)容的重難點進行講解和突破:
一.感知,認識生活中的圓周運動
1.知識引入:列舉有關(guān)圓周運動的視頻(視頻材料根據(jù)學生的興趣,盡量自己攝取,同時也豐富了課程資源);
2.學生舉例:讓學生舉出身邊自己看到的一些圓周運動的例子。
3.在這個基礎(chǔ)上讓學生總結(jié)圓周運動的特點:(1)沿圓弧運動;(2)繞圓心轉(zhuǎn)動;(3)運動具有重復(fù)性;
這樣設(shè)計的意圖是取材源于學生的日常生活現(xiàn)象,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生歸納總結(jié)的能力,同時為快慢的描述做鋪墊。
二.線速度:
線速度的概念既是這節(jié)課的重點,也是這節(jié)課的難點,我想從以下幾個方面進行突破:
1.學生聯(lián)想:我們在直線運動當中如何來描述物體運動的快慢:(1)比較的標準:在時間一定的情況下來比較位移,或者在位移一定的情況下來比較時間;(2)然后我們引入的物理量是速度。
2.在這個基礎(chǔ)上再來思考如何研究圓周運動的快慢:
提出問題:我們能用直線運動的速度來描述物體做圓周運動的快慢嗎?想一想,圓上的一點運動一周后又回到了遠點,按照直線運動速度的定義,其速度為0,顯然已經(jīng)不能夠描述圓周運動的快慢了。那么在這里我們必須引入新的物理量來描述圓周運動的快慢。
設(shè)計意圖:從學生已有的知識與認知結(jié)構(gòu)入手,引入一個能引起學生認知沖突的的一個問題情景,引起學生的學習動機,激起學生強烈的求知欲望,從而拋出本節(jié)課要重點解決的問題。這種引入的方式符合學生的認知規(guī)律與教育理論。
3.演示實驗(或游戲):在一個圓盤上畫兩個半徑不一樣的同心圓(半徑相差大一些),取同一條半徑與圓的兩個交點A,B,標記它們的起始位置,然后讓圓盤轉(zhuǎn)一個角度,讓A,B兩點分別做圓周運動。
4.問題:A,B兩點誰運動的快?你比較的標準是什么?
5.教師引導(dǎo)學生討論:在時間極短的情況下,比值的物理意義以及與直線運動快慢描述的一致性,從而得出線速度的方向與大小。
6.勻速圓周運動:在勻速圓周運動里面要讓學生明白勻速的含義,它是線速度大小不變,方向時刻改變的運動,從而得出勻速圓周運動是變速運動的結(jié)論,為第二節(jié)向心力的學習打下基礎(chǔ)。
三.角速度
角速度和線速度都是用來描述物體做圓周運動快慢的物理量,但是角速度研究問題的出發(fā)點不同,我想通過這樣幾個問題來講解:
1.創(chuàng)設(shè)情景:地球與月球的對話
月亮繞地球運動,地球繞太陽運動,這兩個運動都可以看作是勻速圓周運動,請看下面地球和月亮的對話:
地球說:你怎么走的這么慢?我繞太陽運動1S要走29.79Km,你運動1S才走1.02Km。但月亮說:不能這樣說吧?你一年才繞一圈,我27.3天就繞了一圈,到底誰轉(zhuǎn)的慢呢?
學生討論交流:地球與月亮哪個說的有道理?
設(shè)計意圖:這種情景創(chuàng)設(shè)有一定的人文性與趣味性,并且通過學生自主的參與討論交流,甚至爭論,自然得出圓周運動的快慢除了用線速度來描述是不夠的,很自然得出還需要其他物理量來描述,維持了學生的學習動機。
2.演示實驗:讓學生觀察掛鐘指針的運轉(zhuǎn)情況誰轉(zhuǎn)動的快些,你比較的標準是什么?通過學生的交流與討論,自然引入角速度,周期,轉(zhuǎn)速的概念
3.組織引導(dǎo)學生正確理解角速度的單位
4.引導(dǎo)學生對地球與月球?qū)υ挼脑u估,到底誰說的對?地球與月球運動的快慢應(yīng)如何描述?
設(shè)計意圖:通過學生的評估與交流,樹立正確的,辯證全面的認識圓周運動的快慢的描述,而不能單一的從某一方面描述從而否定另一方面的不正確性。
四.線速度與角速度的關(guān)系
問題:線速度與角速度是從兩個不同的方面來描述圓周運動快慢的物理量,那么它們之間是否有一定的定量關(guān)系呢?設(shè)一個質(zhì)點做勻速圓周運動的線速度為,角速度為,半徑為,你能推出他們的關(guān)系嗎?試試看?
學生上黑板演示過程,這里要讓學生從兩個方面去理解:一個是從數(shù)學知識去理解,從學生已有的數(shù)學知識不能推出線速度與角速度的關(guān)系,另外這里要提醒學生要從線速度,角速度的定義去思考,線速度的定義:弧長與時間的比值,角速度的定義,角度與時間的比值,我們把它放大到一個周期,在一個周期內(nèi),物體轉(zhuǎn)了一圈,弧長是,轉(zhuǎn)過的弧度就是,這樣讓學生從定義出發(fā)去理解線速度與角速度,周期,轉(zhuǎn)速,頻率之間的關(guān)系,更加能加深學生對這些概念的理解。
五.應(yīng)用知識分析生活事例
1.將自行車倒放于地面上,事先介紹大齒輪,小齒輪,后輪三個部分,然后搖動腳踏板,讓三個輪子轉(zhuǎn)動起來,問這三個輪子上各點哪些點運動得快些?也許它們運動的一樣快?
可以在這里設(shè)計分組實驗:學生在實驗室,以幾人分一組,每組一輛自行車,進行合作研究。注意引導(dǎo)學生先了解三個輪子的關(guān)聯(lián)情況,并且引導(dǎo)學生從線速度與角速度兩個方面來描述運動的快慢。
2.拓展問題:你知道三個輪子大小設(shè)置的道理了嗎?
3.你們注意過變速自行車與普通自行車的明顯區(qū)別在哪嗎?請你們研究變速自行車的變速原理。
設(shè)計意圖:引導(dǎo)學生利用已有的知識結(jié)合具體情景解決生活事例的能力,并培養(yǎng)學生注意觀察與分析生活現(xiàn)象的品質(zhì)與興趣。
六.課后練習(選擇性)
1.(感受與體驗)有機會的話利用假期到公園里去感受一下大轉(zhuǎn)輪,親身體驗自己做圓周運動時的感覺。
2.(探究)假設(shè)自行車腳踏板每2S轉(zhuǎn)1圈,要知道在這種情況下自行車前進的速度有多大,還需要測量哪些量?并利用這些量推到出自行車前進速度的表達式。
利用你家的自行車實際測量這些數(shù)據(jù),計算前進速度的大小,然后實測自行車的數(shù)度,對比一下,差別有多大?有條件可以親自體會一下變速自行車的變速。
3.(調(diào)查)常見的幾種機械傳動方式:思考傳動過程中兩輪的角速度關(guān)系,邊緣點的線速度大小關(guān)系
設(shè)計意圖:改變作業(yè)的方式,增強學生學習的興趣及課后探究能力,社會實踐能力,將學習與生活有機聯(lián)系,從而注重了學習的社會化,符合教育學理論和新課程理念。
本節(jié)課線速度,角速度,周期,頻率以及它們之間的關(guān)系,概念比較多,再加上這節(jié)課設(shè)置的情景問題比較多,所以建議使用一課時,這里面有很多的作業(yè)以及探究問題可以在下一節(jié)課繼續(xù)進行研究。
七.板書設(shè)計
勻速圓周運動
1.圓周運動:軌跡是圓周的運動
2.描述圓周運動快慢的物理量
(1)線速度:v=l/t
單位:m/s方向:沿圓周上該點的切線方向。
物理意義:描述通過弧長的快慢。
勻速圓周運動:質(zhì)點沿圓周運動,并且線速度的大小處處相等,這種運動叫做勻速圓周運動。
(2)角速度:=/t
單位:rad/s
物理意義:描述半徑掃過角度的快慢。
(3)周期:T=2r/v=2/
單位:秒(s)
(4)轉(zhuǎn)速:n
單位:轉(zhuǎn)/秒(r/s)、轉(zhuǎn)/分(r/min)
3.線速度、角速度、周期的關(guān)系:
v=l/t=2r/T
=/t=2/T
v=r
4.兩個重要關(guān)系:
(1)同一傳動各輪邊緣的線速度大小相等
(2)同軸各點的角速度相等