【核心素养】6.1 圆周运动 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 【核心素养】6.1 圆周运动 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-23 21:08:32 | ||
图片预览
文档简介
《圆周运动》教学设计
【教材分析】
本节涉及圆周运动、匀速圆周运动，以及描述圆周运动的线速度、角速度、周期和转速等概念。圆周运动与日常生产、生活密切相连，学好圆周运动的知识，不仅为解释生活中的现象和解决相关问题奠定了基础，也为下一章学习万有引力定律打下了知识基础。
【学情分析】
学生学完必修一的内容，掌握运动的描述方法，需要建立速度概念，知道速度是矢量，通过对速度、加速度概念的学习对比值定义物理量有较深的理解，这些有利于学生类比掌握线速度和角速度概念。学生在数学课程中已掌握弧长的计算公式，数学知识的储备让学生能够推导线速度和角速度、半径的关系。
【教学目标】
1．物理观念
（1）认识圆周运动、匀速圆周运动的特点
（2）了解描述圆周运动快慢的基本思路
（3）了解各物理量的关系和应用
2．科学思维
在学习圆周运动相关知识的时候，渗透对化曲为直、极限法、微元法等科学思维的认识。
3．科学探究
以圆周运动的认知途径为探究过程，穿插对圆周运动相关知识的理解，小组共同验证传送装置的相关特点。
4．科学态度与责任
（1）培养学生实事求是的态度和正确的科学观。
（2）学会与他人合作交流，具有团队意识和团队精神。
【教学重难点】
教学重点：学习线速度与角速度的概念。
教学难点：线速度与角速度之间的关系及推导过程和应用。
【教学组织形式】
教法：启发式教学法、讨论分析法、多媒体辅助法、实验探究法
学法：合作探究法、互动交流法
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
引 入 新 课 1.播放汽车表演引入新课。 2. 现场演示小汽车在鱼缸内“飞檐走壁”。 提出问题：视频中的汽车和演示的小车运动轨迹有什么特点？ 观看视频和演示活动 学生回答：轨迹为圆 由视频和演示活动引入课题，激发学生学习兴趣。
新 课 讲 授 一、圆周运动 [提出问题]：生活中还有哪些物体的运动轨迹也是圆？ [观看PPT]：生活中常见的轨迹为园的运动。 [师生总结]： 圆周运动的定义：物体的运动轨迹是圆周或圆周一部分的运动叫圆周运动。 二、圆周运动来的快慢描述 [提出问题]：观察动图唱片上A、B两点谁更快？并引导学生为什么认为A更快？ [提出问题]：我认为一样快，相同时间内转过的角度一样，我认为他们转动一样快。 [师生总结]：描述圆周运动快慢有两个角度：运动快慢和转动快慢，不同角度描述结果可能不一样。物理学中我们引入线速度来描述圆周运动运动快慢，引入角速度来描述圆周运动的转动快慢。 线速度用符号v来表示，比较单位时间内走过的弧长，采取比值定义法，即：物体做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt 的比值叫做线速度。 [提出问题]：线速度的表达式？ ΔS是弧长，不是位移。采用微元法的思想，当Δt 很小很小时（趋近零），弧长ΔS就等于位移，式中的v ，就是直线运动中学过的瞬时速度。 [提出问题]：高中学习一个物理量除了了解大小还有就是标量和矢量，线速度是标量还是矢量，如果是矢量其是什么方向？ [提出问题]：由表达式可以得到线速度的国际单位是什么？ 我们引入线速度是用来描述圆周运动运动快慢的，所以其物理意义：描述物体沿圆周运动的快慢。 除了运动快慢还有转动快慢，即角速度。角速度用符号ω来表示，比较单位时间内转过的角度，采取比值定义法，即：物体做圆周运动通过的弧长Δθ和所用时间Δt 的比值叫做角速度。 [提出问题]：角速度的表达式？ Δθ是角度，国际单位制中采取的是弧度制，单位为弧度，符号：rad。由数学知识知道，弧长等于弧度乘上半径， s= θ×r 例如：周长C=2π×r，2π就是弧度。角速度也是矢量，高中阶段不研究其方向。 我们引入角速度是用来描述圆周运动转动快慢的，所以其物理意义：描述物体绕圆心转动的快慢。 三、匀速圆周运动 生活中物体做圆周运动线速度大小和角速度通常是在改变的，但也有线速度大小和角速度不发生变化的。例如： 物体沿着圆周运动线速度大小和角速度都不变的运动我们称为匀速圆周运动。 [提出问题]：匀速圆周运动的线速度和角速度有什么特点？ 注意: 匀速圆周运动是一种变速运动，“匀速”是指速率不变。 由于匀速圆周运动角速度不变，每转一圈的时间是不变的，匀速圆周运动是一种周期性的运动，角速度越大一圈时间越短，描述匀速圆周运动转动快慢还有其他的物理量，请同学们阅读教材将导学案上相应部分填写完整。 请同学分享答案。 转速在工业中应用较多，例如：发电机、电动机转动快慢用转速表示。转速也是机械硬盘重要性能指标。 [算一算]： 一个小孩坐在旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，转动5圈所用时间为100s。 1.小孩做匀速圆周运动的周期为多少？ 2.小孩的角速度为多少？ 3.小孩离中心轴的距离为5m，小孩线速度为多少？ 请同学计算，引导得出： 角速度与周期： 线速度与周期： 进而得出线速度与角速度关系： v=ωr 设物体做圆周运动的半径为r，由A到B的时间为Δt，AB弧长为Δs，AB弧对应的圆心角为Δθ，则 四、线速度和角速度的关系 匀速圆周运动线速度与角速度满足关系：v=ωr，是否非运速圆周运动也满足，其实我们可以采用微元法的思想，非匀速圆周运动看成若干小段，每一段就是匀速圆周运动，其实也满足此关系，当然我们也可以通过其他方式证明： [师生总结]： 公式：v=ωr 控制变量后推广结论： 当ω一定时，v与r成正比 当v一定时，ω与r成反比 根据线速度和角速度的关系在生活中应用很多。 应用-磁带 [提出问题]：观察磁带两个转盘，谁转动更快，即谁的角速度更大？为什么出现这种现象？ 此现象简化为如图所示装置，为传动装置中的皮带传动。 [师生总结]特点：轮缘上A、B 两点vA=vB。轮缘上A、B 角速度与半径成反比。 [实验验证]：自制皮带传动装置，让学生通过实验验证相等时间内，两轮边缘两点在相同时间内走过的弧长相等。 应用-修正带 皮带传动占用空间大，为结构紧凑另一种传动方式齿轮传动。观看视频让学生解释为什么大轮转动慢小轮转动快。 [师生总结]特点：齿轮传动同样两轮缘上A、B 两点vA=vB。轮缘上A、B 角速度与半径成反比。 应用-自行车 结构简化图： [提出问题]：大齿轮和小齿轮属于传动装置中什么关系？ 小齿轮和后轮在同一个圆盘上绕着同一个轴一起转动，称为同轴传动。特点：B、C的角速度相同。 [提出问题]：当脚踏板达到最大速度后自行车又如何实现变速功能？ ①放出图片对比有加速功能和没有加速功能小齿轮情况。 ②现场演示有加速功能的自行车变速时候让学生仔细观察链条在小齿轮上变化。 学生回答： 教室里的吊扇叶片上的点，行驶汽车的车轮... 学生注意观察实验现象，各抒己见，积极踊跃回答问题。 学生回答：A更快，相同时间内A走过的弧长更长。 学生回答： 表达式为 学生回答：线速度为矢量，某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。 学生回答：米每秒 学生回答： 表达式为 ω= 学生回答： 线速度大小不变、角速度相同 学生自主完成导学案上任务。 学生完成相应习题。 学生回答： 学生认真观察现象，思考原理。回答：半径小的圆盘转动更快，线速度一样角速度和半径成反比。 各小组进行实验。 学生回答：半径小的圆盘转动更快，线速度一样角速度和半径成反比。 学生回答：大齿轮和小齿轮属于皮带传动。 学生回答：换挡功能，加速过程中链条换到更小的齿轮上面，因为半径越小角速度越大。 借助多媒体，生活中现象更加形象生动。 通过观察动图现象，引出新的知识点。 回顾微元法，曲线运动的速度方向。 类比线速度的方法解决角速度问题。 了解匀速圆周运动特点，尤其是注意线速度方向在变化。 培养学生自主学习的能力。 学会定量计算，同时引出线速度与周、角速度与周期关系。 对前面公式回顾 回顾微元法、控制变量法的思想。 培养学生小组合作、动手能力。 学以致用，观察社会中应用并学会解释。 通过自行车了解同轴传动，并了解变速原理。
课堂 小结 学生回顾本节课所学的主要内容。 回顾总结构建知识体系。
【板书设计】
第六章 第1节 圆周运动
一、圆周运动
二、圆周运动的快慢描述
1.线速度 运动快慢
2.角速度 转动快慢
三、匀速圆周运动
特点：v大小相同、ω相同、T相同、n相同
线速度和角速度关系
v=ωr
【教材分析】
本节涉及圆周运动、匀速圆周运动，以及描述圆周运动的线速度、角速度、周期和转速等概念。圆周运动与日常生产、生活密切相连，学好圆周运动的知识，不仅为解释生活中的现象和解决相关问题奠定了基础，也为下一章学习万有引力定律打下了知识基础。
【学情分析】
学生学完必修一的内容，掌握运动的描述方法，需要建立速度概念，知道速度是矢量，通过对速度、加速度概念的学习对比值定义物理量有较深的理解，这些有利于学生类比掌握线速度和角速度概念。学生在数学课程中已掌握弧长的计算公式，数学知识的储备让学生能够推导线速度和角速度、半径的关系。
【教学目标】
1．物理观念
（1）认识圆周运动、匀速圆周运动的特点
（2）了解描述圆周运动快慢的基本思路
（3）了解各物理量的关系和应用
2．科学思维
在学习圆周运动相关知识的时候，渗透对化曲为直、极限法、微元法等科学思维的认识。
3．科学探究
以圆周运动的认知途径为探究过程，穿插对圆周运动相关知识的理解，小组共同验证传送装置的相关特点。
4．科学态度与责任
（1）培养学生实事求是的态度和正确的科学观。
（2）学会与他人合作交流，具有团队意识和团队精神。
【教学重难点】
教学重点：学习线速度与角速度的概念。
教学难点：线速度与角速度之间的关系及推导过程和应用。
【教学组织形式】
教法：启发式教学法、讨论分析法、多媒体辅助法、实验探究法
学法：合作探究法、互动交流法
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
引 入 新 课 1.播放汽车表演引入新课。 2. 现场演示小汽车在鱼缸内“飞檐走壁”。 提出问题：视频中的汽车和演示的小车运动轨迹有什么特点？ 观看视频和演示活动 学生回答：轨迹为圆 由视频和演示活动引入课题，激发学生学习兴趣。
新 课 讲 授 一、圆周运动 [提出问题]：生活中还有哪些物体的运动轨迹也是圆？ [观看PPT]：生活中常见的轨迹为园的运动。 [师生总结]： 圆周运动的定义：物体的运动轨迹是圆周或圆周一部分的运动叫圆周运动。 二、圆周运动来的快慢描述 [提出问题]：观察动图唱片上A、B两点谁更快？并引导学生为什么认为A更快？ [提出问题]：我认为一样快，相同时间内转过的角度一样，我认为他们转动一样快。 [师生总结]：描述圆周运动快慢有两个角度：运动快慢和转动快慢，不同角度描述结果可能不一样。物理学中我们引入线速度来描述圆周运动运动快慢，引入角速度来描述圆周运动的转动快慢。 线速度用符号v来表示，比较单位时间内走过的弧长，采取比值定义法，即：物体做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt 的比值叫做线速度。 [提出问题]：线速度的表达式？ ΔS是弧长，不是位移。采用微元法的思想，当Δt 很小很小时（趋近零），弧长ΔS就等于位移，式中的v ，就是直线运动中学过的瞬时速度。 [提出问题]：高中学习一个物理量除了了解大小还有就是标量和矢量，线速度是标量还是矢量，如果是矢量其是什么方向？ [提出问题]：由表达式可以得到线速度的国际单位是什么？ 我们引入线速度是用来描述圆周运动运动快慢的，所以其物理意义：描述物体沿圆周运动的快慢。 除了运动快慢还有转动快慢，即角速度。角速度用符号ω来表示，比较单位时间内转过的角度，采取比值定义法，即：物体做圆周运动通过的弧长Δθ和所用时间Δt 的比值叫做角速度。 [提出问题]：角速度的表达式？ Δθ是角度，国际单位制中采取的是弧度制，单位为弧度，符号：rad。由数学知识知道，弧长等于弧度乘上半径， s= θ×r 例如：周长C=2π×r，2π就是弧度。角速度也是矢量，高中阶段不研究其方向。 我们引入角速度是用来描述圆周运动转动快慢的，所以其物理意义：描述物体绕圆心转动的快慢。 三、匀速圆周运动 生活中物体做圆周运动线速度大小和角速度通常是在改变的，但也有线速度大小和角速度不发生变化的。例如： 物体沿着圆周运动线速度大小和角速度都不变的运动我们称为匀速圆周运动。 [提出问题]：匀速圆周运动的线速度和角速度有什么特点？ 注意: 匀速圆周运动是一种变速运动，“匀速”是指速率不变。 由于匀速圆周运动角速度不变，每转一圈的时间是不变的，匀速圆周运动是一种周期性的运动，角速度越大一圈时间越短，描述匀速圆周运动转动快慢还有其他的物理量，请同学们阅读教材将导学案上相应部分填写完整。 请同学分享答案。 转速在工业中应用较多，例如：发电机、电动机转动快慢用转速表示。转速也是机械硬盘重要性能指标。 [算一算]： 一个小孩坐在旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，转动5圈所用时间为100s。 1.小孩做匀速圆周运动的周期为多少？ 2.小孩的角速度为多少？ 3.小孩离中心轴的距离为5m，小孩线速度为多少？ 请同学计算，引导得出： 角速度与周期： 线速度与周期： 进而得出线速度与角速度关系： v=ωr 设物体做圆周运动的半径为r，由A到B的时间为Δt，AB弧长为Δs，AB弧对应的圆心角为Δθ，则 四、线速度和角速度的关系 匀速圆周运动线速度与角速度满足关系：v=ωr，是否非运速圆周运动也满足，其实我们可以采用微元法的思想，非匀速圆周运动看成若干小段，每一段就是匀速圆周运动，其实也满足此关系，当然我们也可以通过其他方式证明： [师生总结]： 公式：v=ωr 控制变量后推广结论： 当ω一定时，v与r成正比 当v一定时，ω与r成反比 根据线速度和角速度的关系在生活中应用很多。 应用-磁带 [提出问题]：观察磁带两个转盘，谁转动更快，即谁的角速度更大？为什么出现这种现象？ 此现象简化为如图所示装置，为传动装置中的皮带传动。 [师生总结]特点：轮缘上A、B 两点vA=vB。轮缘上A、B 角速度与半径成反比。 [实验验证]：自制皮带传动装置，让学生通过实验验证相等时间内，两轮边缘两点在相同时间内走过的弧长相等。 应用-修正带 皮带传动占用空间大，为结构紧凑另一种传动方式齿轮传动。观看视频让学生解释为什么大轮转动慢小轮转动快。 [师生总结]特点：齿轮传动同样两轮缘上A、B 两点vA=vB。轮缘上A、B 角速度与半径成反比。 应用-自行车 结构简化图： [提出问题]：大齿轮和小齿轮属于传动装置中什么关系？ 小齿轮和后轮在同一个圆盘上绕着同一个轴一起转动，称为同轴传动。特点：B、C的角速度相同。 [提出问题]：当脚踏板达到最大速度后自行车又如何实现变速功能？ ①放出图片对比有加速功能和没有加速功能小齿轮情况。 ②现场演示有加速功能的自行车变速时候让学生仔细观察链条在小齿轮上变化。 学生回答： 教室里的吊扇叶片上的点，行驶汽车的车轮... 学生注意观察实验现象，各抒己见，积极踊跃回答问题。 学生回答：A更快，相同时间内A走过的弧长更长。 学生回答： 表达式为 学生回答：线速度为矢量，某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。 学生回答：米每秒 学生回答： 表达式为 ω= 学生回答： 线速度大小不变、角速度相同 学生自主完成导学案上任务。 学生完成相应习题。 学生回答： 学生认真观察现象，思考原理。回答：半径小的圆盘转动更快，线速度一样角速度和半径成反比。 各小组进行实验。 学生回答：半径小的圆盘转动更快，线速度一样角速度和半径成反比。 学生回答：大齿轮和小齿轮属于皮带传动。 学生回答：换挡功能，加速过程中链条换到更小的齿轮上面，因为半径越小角速度越大。 借助多媒体，生活中现象更加形象生动。 通过观察动图现象，引出新的知识点。 回顾微元法，曲线运动的速度方向。 类比线速度的方法解决角速度问题。 了解匀速圆周运动特点，尤其是注意线速度方向在变化。 培养学生自主学习的能力。 学会定量计算，同时引出线速度与周、角速度与周期关系。 对前面公式回顾 回顾微元法、控制变量法的思想。 培养学生小组合作、动手能力。 学以致用，观察社会中应用并学会解释。 通过自行车了解同轴传动，并了解变速原理。
课堂 小结 学生回顾本节课所学的主要内容。 回顾总结构建知识体系。
【板书设计】
第六章 第1节 圆周运动
一、圆周运动
二、圆周运动的快慢描述
1.线速度 运动快慢
2.角速度 转动快慢
三、匀速圆周运动
特点：v大小相同、ω相同、T相同、n相同
线速度和角速度关系
v=ωr