教学设计
课题 圆周运动
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课□ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
本节内容选自新教材人教版物理必修2第六章第1节。本节主要介绍了圆周运动的线速度和角速度的概念及两者的关系;学生前面已经学习了曲线运动，抛体运动以及平抛运动的规律，为本节课的学习做了很好的铺垫;而本节课作为对特殊曲线运动的进一步深入学习，也为以后继续学习向心力、向心加速度和生活中的圆周运动及下一章学习万有引力物理打下很好的基础，在教材中有着承上启下的作用，因此，学好本节课具有重要的意义。本节课是从运动学的角度来研究匀速圆周运动，围绕着如何描述匀速圆周运动的快慢展开，通过探究理清各个物理量的相互关系，并使学生能在具体的问题中加以应用。
学情分析
学生已经知道了曲线运动中速度的方向，对物理概念的构建也有了一定的能力，本节课的概念较多，并且抽象，在构建和理解线速度、角速度、周期和转速的概念时比较困难，而学生对生活中的一些情景比较感兴趣。因此本节课主要通过生活中的大量和圆周运动的实例，引导学生观察现象，抽象出相应的概念，使抽象的概念形象化，实现从生活中来到生活中去，提升学生的学科核心素养。
学习目标
1、物理观念：通过对圆周运动知识的学习，培养学生对同一问题多角度进行分析研究的物理观念。 2、科学思维：通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。 3、科学探究：通过课堂展示圆周运动场景的观察，引导学生归纳总结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。 4、科学态度与责任：经历观察、分析总结、及探究等学习活动，培养学生多角度分析问题、全面客观反映事实的科学态度。
学习重点难点
教学重点： 建构线速度、角速度、周期、和转速等概念。 教学难点： 线速度、角速度、周期、和转速四个物理量之间的关系。
教学辅助支持
自制小教具、电风扇、视频素材。
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图及对应目标达成环节一 情景导入：电风扇的转动、绳系小球在水平和数值平面内的圆周运动，展示摩天轮、钟表的指针、自行车、秋千等生活中的圆周运动。 描绘出这些常见的圆周运动的运动轨迹，观察、思考，归纳圆周运动的定义。并尝试分析圆周运动的性质。 构建圆周运动的物理模型，引导学生归纳圆周运动的定义。并引导学生从速度方向不断变化的角度认识圆周运动的性质。 一.圆周运动 1.定义：在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。 问题1：认真观察旋翼的末端、小球和这些图片后思考，指针的尖端、摩天轮上的游客（可近似看作质点），它们的运动有什么共同点？ 问题2.这些物体的运动有什么不同之处？ 总结导入：圆周运动也是一种常见的曲线运动，从本节开始，我们将探索圆周运动所遵循的规律，以及这些规律在日常生活和科学技术中的应用。 问题3.自行车的脚踏板,小齿轮边缘上的点和后轮边缘上的点哪个运动得快？理由是什么？ 问题4.对于描述运动快慢和描述转动快慢的物理量，如何在名称上加以区分？ 学生活动：思考，讨论、回答问题、交流观点。 （达成目标*） 2、圆周运动的性质：圆周运动是变速曲线运动 3.通过多角度提问，引导学生多角度思考问题，引出冲突，让学生充分体会到在圆周运动的快慢的描述上，还不能达成一致的意见，关于圆周运动的快慢问题，还需要找到新的描述的方法。小结： （阶段性总结，根据实际来确定，可无）环节二圆周运动的线速度和角速度 1.展示电风扇和自行车大小齿轮的图片 思考讨论1：如何比较B、C两点做圆周运动的快慢呢？ 教师根据学生回答情况，帮助学生归纳比较的方法：相同时间，比较通过的弧长。进一步引导学生用 来描述B、C的快慢。 思考讨论2：能否用 描述圆周运动的快慢呢？ 教师在学生用 比较B、C两点运动快慢的基础上，进一步通过建模引发学生思考：能否用 来描述圆周运动的快慢。 教师活动：讲解、归纳、给出线速度的定义。 为了描述物体经过A点附近时运动的快慢，可以取一段很短的时间Δt，弧长Δs 与时间Δt的比值反映了物体在A点附近运动的快慢，如果Δt取得非常小，就可以表示物体在A点时运动的快慢，称为线速度。 教师活动：进一步细化问题，引导思考线速度平均值和平均速度的区别，并从极限思想的角度，让学生认识到线速度瞬时值就是瞬时速度。 思考： 算出来的是线速度的平均值还是瞬时值？线速度的平均值等于平均速度吗？ 教师总结：如果没有特别说明，以后我们说线速度，指的就是瞬时线速度。线速度大小不变的运动就是匀速圆周运动。 2.教师活动：出示自行车齿轮图片 教师说明：自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。 思考：大、小齿轮边缘的点的线速度相等，是否就可以认为大小齿轮的圆周运动一样快呢？ 教师讲解：由于两个齿轮的半径不同，因而相等时间内大、小齿轮边缘的点转过的角度不同，也就是说大小齿轮转动的快慢是不一样的。线速度并不能描述大、小齿轮转动的快慢。所以我们还需引入新的物理量来描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。 教师活动：给出角速度的定义，引导学生尝试用角速度描述不同圆周运动转动的快慢。理解角速度的物理意义。 教师活动：讲解角速度的单位 思考：角速度的单位是什么呢？ 讲解：圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述即： Δθ ＝Δl/r ，这个比值是没有单位的，为了描述的方便，我们“给”这个比值一个单位，叫作“弧度”，用“rad”表示。注意：弧度不是通常意义上的单位。 有了弧度的定义后，可得到角速度的单位：rad/s。 教师活动：讲解匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 教师活动：引导学生思考线速度和角速度在描述圆周运动快慢问题上的区别。 说一说：结合A、B、C三点的运动，说一说线速度和角速度在描述圆周运动快慢上的区别。 教师活动：归纳总结，引发思考。 问题：“线速度”和“角速度”是否存在联系？怎样寻找它们之间的联系？ 学生任务/活动3. 学生活动：学生通过比较，发现B、C两点转一圈用时总是相同，但B通过的圆弧要更长，得出B运动得更快。 学生活动：尝试用 描述B、C两点的运动快慢。注意到，比值越大，表示运动越快。 学生活动：思考用 描述圆周运动快慢的可行性。 体会比值定义法的应用 2.分析归纳线速度的方向、单位和物理意义。 提问并回答：为什么说匀速圆周运动是变速运动？ 学生活动：认识到虽然大、小齿轮边缘的点的线速度相等，但无法描述大小齿轮转动的快慢。 猜想二：相同的时间比较半径所转过的圆心角的大小 学生活动：理解角速度的意义，并尝试用角速度比较钟表时针、分针、秒针的转动快慢。 学生活动：认真听讲，知道弧度的定义，理解、掌握角速度的单位。 学生活动：分别说出A、B、C三点线速度和角速度的大小关系。注意理解线速度和角速度在描述快慢上的侧重点不同。 通过类比、极限的方法逐渐引导学生建立线速度的定义，逐渐提高学生的科学思维和小组团结协作的能力，培养学生的学科核心素养。 二、线速度 定义：质点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。 2、线速度的方向：线速度的方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。 3、单位： m/s 4、描述质点沿圆周运动的快慢。 匀速圆周运动 ①定义：物体沿着圆周运动，且线速度的大小处处相等的运动叫做匀速圆周运动。 ②性质：匀速圆周运动是变速曲线运动。 角速度： 1、定义：质点所在的半径转过的圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。 2、定义式： 3、物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。 4、单位：rad/s 5、匀速圆周运动是角速度不变的运动。 总结： 线速度：侧重描述物体沿圆周运动的快慢。 角速度：侧重描述物体绕圆心转动的快慢。 ……圆周运动的 周期和转速 展示电扇： 问题1:电扇叶片上的每一点都做匀速圆周运动，这种运动在整体上具有什么特性？该用什么物理量来描述运动的这种重复性？ 问题2.周期的单位是什么？周期的物理意义是什么？ 问题3.转速的定义是什么？单位是什么？转速的物理意义是什么？ 问题4.选择电扇开关的不同挡位，叶片转动时的周期和转速是什么关系？你的猜想是什么？能证明吗？ 猜想三：猜想三:比较物体转过一圈所用时间 猜想四:比较物体在单位时间内转过的圈数 阅读课文，认识周期、频率、转速等概念。1、周期：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫作周期，用 T 表示，它的单位与时间的单位相同。 2、频率：周期的倒数叫频率，用 f 表示，单位HZ。 （表示一秒内转过的圈数，频率越高表明物体运转得越快。） 3、转速：物体转动的圈数与所用时间之比，常用符号 n 表示. 转速的单位：转每秒（r/s），或转每分（r/min）。 通过问题的设置让学生彻底认识概念建立的意义线速度与角速度的关系 问题： B点和C点的线速度哪个大？如何比较？ 你能得出线速度和角速度的关系吗？ （可能只有教学活动，没有学生活动） 推导线速度和角速度之间的关系证明： V= V=ωr 结论：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小和半径的乘积。 提高学生的科学思维能力 活动5.课堂巩固课本例题让学生应用学到的知识解决具体的问题，实现从解题到学科素养提升的转变。课堂小结本节课主要学习了圆周运动和匀速圆周运动的概念，重点要理解线速度、角速度、周期和转速及它们之间的关系。 思考：生活中常见的几种传动问题。 让学生描述本节课学习的内容并做好小结
板书设计
6.1 圆周运动 一、圆周运动: 在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。 二、线速度 1、v=Δs/Δt 2、匀速圆周运动任意相等时间内通过的圆弧长度相等。 三、角速度 ω=Δθ/Δt单位：rad/s；匀速圆周运动是角速度不变的运动。 四、周期、频率和转速 五、v、ω 、T(f n)的关系 1、v与T的关系：v= 2πr/T 2、ω与T (f n)的关系：ω= 2π/T= 2πf =2πn
特色学习资源分析、技术手段应用说明
通过小教具和熟悉的电风扇让学生明确物理来源于生活，通过宇宙飞船的视频提升学生的民族自豪感。
教学反思与改进
成功之处： 通过大量的情景设置让学生深刻地体会到物理从生活中来到生活中去，把学到的物理知识用于解决实际问题，有利于提升学生的学习兴趣提升社会责任感。 通过对观察到的现象层层设疑，让学生充分体会到提出问题的重要性，符合提升学生物理思维的发展历程。 通过小组合作让学生体会到团队合作的重要性 不足之处：线速度的参考系强调的不够，对概念的应用不够，评价的方式单一。 该进：通过第二课时的各种传动问题让学生进一步深化本节课的内容。
