人教版高中物理必修2《4.圆周运动》教学设计2
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修2《4.圆周运动》教学设计2 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 159.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-11 17:05:01 | ||
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文档简介
4 圆周运动
教学重点
线速度、角速度、周期概念，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点.
教学难点 角速度概念的理解和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解.
三维目标
知识与技能
1.了解物体做圆周运动的特征.
2.理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算.
3.理解线速度、角速度、周期之间的关系.
过程与方法
1.联系日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征.
2.知道描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度v、角速度ω、周期T、转速n等.
3.探究线速度与角速度之间的关系.
情感态度与价值观
1.经历观察、分析总结及探究等学习活动，培养学生实事求是的科学态度.
2.通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识.
课前准备
多媒体课件、机械钟表、苹果削皮机等.
教学过程
导入新课
情景导入
课件展示生活中常见的圆周运动：
观览车 唱片机
生活中，我们一定见过很多类似的运动，它们的运动轨迹是一些圆，我们把这种运动叫做圆周运动.
推进新课
引导学生列举生活中的圆周运动.
参考案例：
1.田径场弯道上赛跑的运动员的运动；
2.风车的转动;
3.地球的自转与公转；
4.自行车的前后轮、大小齿轮转动等.
研究物体的运动时，我们往往关心的是物体的运动快慢.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.
问题：对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢？
学生提出不同的比较方法
一、线速度
演示1：两个小球做半径相同的圆周运动的flash动画。
让学生仔细观察，说出哪个小球运动得快，你是怎么比较的.
讨论交流
我们发现，两个小球在相同的时间内通过的弧长不相等，通过的弧长长的小球运动得快，通过的弧长短的小球运动得慢.这样，做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值能够描述物体运动的快慢，我们把它称之为线速度.
定义：做圆周运动的质点通过的弧长s与通过这段弧长所用时间t的比值叫做圆周运动的线速度.
v=
物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动.
说明：（1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.
(2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向（大小：v=，方向：在圆周各点的切线方向）.
(3）匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变.
(4）线速度的单位：m/s.
二、角速度
学生阅读教材并思考以下几个问题：
苹果机的转轴在转动过程中，苹果上各点什么是相同？
1.角速度是描述圆周运动快慢的物理量；
2.角速度等于半径转过的角度φ和所用时间t的比值；(ω=)
3.角速度的单位是rad/s.
结合数学知识，交流讨论角速度的单位.
说明：对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度ω是恒定的.
4.周期、频率和转速
学生阅读教材并思考以下几个问题：
做圆周运动的质点运动一周所用的时间叫周期；周期的倒数（单位时间内质点完成周期性运动的次数）叫频率；每秒钟转过的圈数叫转速.
注明：下列情况下，同一轮上各点的角速度相同.
三、线速度、角速度、周期之间的关系
既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么它们之间有什么样的关系呢？
你能试着推导出它们之间的关系吗？
分析：一物体做半径为r的匀速圆周运动，问：
1.它运动一周所用的时间叫周期，用T表示，它在周期T内转过的弧长为2πr.由此可知它的线速度为.
2.一个周期T内转过的角度为2π，物体的角速度为.
通过思考总结得到：
v=ωr
讨论v=ω·r
(1）当v一定时，ω与r成反比.
(2）当ω一定时，v与r成正比.
(3）当r一定时，v与ω成正比.
思考：物体做匀速圆周运动时，v、ω、T是否改变？(ω、T不变，v大小不变、方向改变)
例2 如右图所示皮带传动装置，主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮，O2上的轮半径为r′，已知R=2r，r′=，设皮带不打滑.
图5-5-5
问:ωA:ωB= ωB:ωC= vA:vB= vA:vC=
解答：因为A、B同轴，故ωA:ωB=1∶1
因B与C用皮带传动，所以 vB:vC=1∶1 vB=ωBR vC=ωCr′
.
课堂训练
1.一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图所示，则环上M、N两点的线速度的大小之比vM∶vN=__________；角速度之比ωM∶ωN=___________；周期之比TM∶TN=__________.
答案：∶1 1∶1 1∶1
板书设计
4.圆周运动
一、描述匀速圆周运动的有关物理量
1.线速度
（1）定义：做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值
（2）公式：v=(s为弧长,非位移)
（3）物理意义
2.角速度
（1）定义：做圆周运动的物体的半径扫过的角度与所用时间的比值
（2）公式：ω=
（3）单位：rad/s
（4）物理意义
3.转速和周期
二、线速度、角速度、周期间的关系
v=rω ω=
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教学重点
线速度、角速度、周期概念，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点.
教学难点 角速度概念的理解和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解.
三维目标
知识与技能
1.了解物体做圆周运动的特征.
2.理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算.
3.理解线速度、角速度、周期之间的关系.
过程与方法
1.联系日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征.
2.知道描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度v、角速度ω、周期T、转速n等.
3.探究线速度与角速度之间的关系.
情感态度与价值观
1.经历观察、分析总结及探究等学习活动，培养学生实事求是的科学态度.
2.通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识.
课前准备
多媒体课件、机械钟表、苹果削皮机等.
教学过程
导入新课
情景导入
课件展示生活中常见的圆周运动：
观览车 唱片机
生活中，我们一定见过很多类似的运动，它们的运动轨迹是一些圆，我们把这种运动叫做圆周运动.
推进新课
引导学生列举生活中的圆周运动.
参考案例：
1.田径场弯道上赛跑的运动员的运动；
2.风车的转动;
3.地球的自转与公转；
4.自行车的前后轮、大小齿轮转动等.
研究物体的运动时，我们往往关心的是物体的运动快慢.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.
问题：对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢？
学生提出不同的比较方法
一、线速度
演示1：两个小球做半径相同的圆周运动的flash动画。
让学生仔细观察，说出哪个小球运动得快，你是怎么比较的.
讨论交流
我们发现，两个小球在相同的时间内通过的弧长不相等，通过的弧长长的小球运动得快，通过的弧长短的小球运动得慢.这样，做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值能够描述物体运动的快慢，我们把它称之为线速度.
定义：做圆周运动的质点通过的弧长s与通过这段弧长所用时间t的比值叫做圆周运动的线速度.
v=
物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动.
说明：（1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.
(2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向（大小：v=，方向：在圆周各点的切线方向）.
(3）匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变.
(4）线速度的单位：m/s.
二、角速度
学生阅读教材并思考以下几个问题：
苹果机的转轴在转动过程中，苹果上各点什么是相同？
1.角速度是描述圆周运动快慢的物理量；
2.角速度等于半径转过的角度φ和所用时间t的比值；(ω=)
3.角速度的单位是rad/s.
结合数学知识，交流讨论角速度的单位.
说明：对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度ω是恒定的.
4.周期、频率和转速
学生阅读教材并思考以下几个问题：
做圆周运动的质点运动一周所用的时间叫周期；周期的倒数（单位时间内质点完成周期性运动的次数）叫频率；每秒钟转过的圈数叫转速.
注明：下列情况下，同一轮上各点的角速度相同.
三、线速度、角速度、周期之间的关系
既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么它们之间有什么样的关系呢？
你能试着推导出它们之间的关系吗？
分析：一物体做半径为r的匀速圆周运动，问：
1.它运动一周所用的时间叫周期，用T表示，它在周期T内转过的弧长为2πr.由此可知它的线速度为.
2.一个周期T内转过的角度为2π，物体的角速度为.
通过思考总结得到：
v=ωr
讨论v=ω·r
(1）当v一定时，ω与r成反比.
(2）当ω一定时，v与r成正比.
(3）当r一定时，v与ω成正比.
思考：物体做匀速圆周运动时，v、ω、T是否改变？(ω、T不变，v大小不变、方向改变)
例2 如右图所示皮带传动装置，主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮，O2上的轮半径为r′，已知R=2r，r′=，设皮带不打滑.
图5-5-5
问:ωA:ωB= ωB:ωC= vA:vB= vA:vC=
解答：因为A、B同轴，故ωA:ωB=1∶1
因B与C用皮带传动，所以 vB:vC=1∶1 vB=ωBR vC=ωCr′
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课堂训练
1.一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图所示，则环上M、N两点的线速度的大小之比vM∶vN=__________；角速度之比ωM∶ωN=___________；周期之比TM∶TN=__________.
答案：∶1 1∶1 1∶1
板书设计
4.圆周运动
一、描述匀速圆周运动的有关物理量
1.线速度
（1）定义：做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值
（2）公式：v=(s为弧长,非位移)
（3）物理意义
2.角速度
（1）定义：做圆周运动的物体的半径扫过的角度与所用时间的比值
（2）公式：ω=
（3）单位：rad/s
（4）物理意义
3.转速和周期
二、线速度、角速度、周期间的关系
v=rω ω=
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