2-1 匀速圆周运动 教学设计 (2)

匀速圆周运动
1教学目标
1.知识与技能
（1）知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动。
（2）知道角速度的物理意义、定义式及单位，了解周期、转速的意义。
（3）知道线速度的物理意义、定义式、矢量性，知道匀速圆周运动线速度的特点。
（4）掌握匀速圆周运动中线速度、角速度与周期的关系。
2.过程与方法
（1）思考与讨论，推导出匀速圆周运动中线速度、角速度与周期的关系。
（2）观察”皮带传动“演示实验，感性认识线速度相同时角速度与半径的关系；应用数学知识，理论推导圆周运动中角速度与线速度的关系。
3.情感态度与价值观
（1）经历观察思考、分析讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
（2）在具体情景中寻找线速度和角速度与半径的关系，解释相关生活现象，领会物理与生活的联系。
2学情分析
1.学生的心理特点
高中生有浓厚的因果认知兴趣，对科学探究也有持续的热情和实事求是的态度。
2.学生的知识基础
学生熟悉速度、加速度、位移等物理量，能灵活运用“控制变量”的思想比较质点的运动，为本节课学习和理解描述匀速圆周运动快慢的物理量打下了基础。通过第一章的学习，已经知道曲线运动的速度方向沿该点的切线方向。
3.学生的认知困难
学生能较好的理解线速度、角速度、周期的定义，但由于初次接触，对其物理意义理解不深，难以理清各个物理量间的区别与联系。另外，缺乏感性素材，不少学生对线速度与角速度关系的认识仅停留由v=ωr得到的“正比反比”数学关系上，难以理解其物理内涵。
3重点难点
1.重点：周期、线速度、角速度的定义及其物理意义。
2.难点：理解描述匀速圆周运动各物理量之间的区别与联系。
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】导入新课
教学内容：
联系生活中物体做圆周运动的例子，归纳出其共同特征，定义匀速圆周运动。
师生活动：
学生列举生活中物体做圆周运动的例子，分析思考圆周运动的共同特征——运动轨迹是圆，给出匀速圆周运动的定义。
设计意图：
感受圆周运动的普遍性，引导学生分析归纳出匀速圆周运动的概念。
活动2【讲授】描述转动快慢的物理量
教学内容：
结合熟悉的时钟，引导学生利用周期描述指点转动的快慢，给出周期、频率的定义。比较不同时间转过不同角度的两个质点转动的快慢，引出角速度的定义。
给出转速的定义。
师生活动：
引导学生观察时钟不同指针上质点A、B、C，比较其转动的快慢并说出判断的
依据，从而引出周期、频率的定义。

比较不同时间转过不同角度的两个质点转动的快慢，引导学生使用“比值定义”的思想推出角速度的定义。学以致用，引导学生计算两质点的角速度，强调角速度的单位是弧度每秒。
给出转速的定义、单位。
设计意图：
比较周期长度是学生比较容易想到的描述物体转动快慢的方法，由此引入符合学生的思维习惯。通过比较A、B转动快慢的思考题，引出建立新物理量角速度的必要性，加深学生对角速度物理意义的理解。分析角速度运算的出现的问题，强调角速度单位是弧度每秒，加深学生的印象。
活动3【活动】描述运动快慢的物理量
教学内容：
比较秒针上两个质点运动的快慢，指出角速度不能全面描述圆周运动，从而引入新的物理量线速度。通过对线速度大小、方向的认识，指出匀速圆周运动实质上是匀速率运动，明确其运动性质。
师生互动：
让学生观察秒针上质点a、b（rb＞ra），比较其运动的快慢，引导学生发现两质点虽然角速度相同，但相同时间通过的弧长不同，指出角速度还不能全面的描述匀速圆周运动，从而引出线速度的定义，强调其矢量性。
进一步认识匀速圆周运动的定义，揭示“匀速圆周运动”实际上是“匀速率圆周运动”，方向时刻变化的本质。
设计意图：
通过比较指针两质点运动的快慢，让学生亲自发现角速度描述圆周运动的局限性，从而引出线速度的定义。
比较两个“匀速”的含义，帮助学生进一步认识匀速圆周运动的性质。
活动4【活动】匀速圆周运动中各物理量的关系
教学内容：
通过判断题引导学生根据物理量的意义思考角速度、线速度、周期三者的关系，并推导出关系式。
利用自制的“皮带传动教具”，帮助学生理解角速度与线速度的关系。
应用数学关系式，推导一般圆周运动中角速度、线速度与半径的关系式。
师生活动：
通过判断题激发学生对匀速圆周运动中周期、线速度、角速度关系的思考，引导学生先从物理量的物理意义出发作出判断，再尝试寻找出三者的定量关系，推导出周期与角速度、周期与线速度的关系式，进而引导学生由上述公式推导线速度与角速度的关系式。
透过公式进一步理解线速度与角速度的关系，介绍皮带传动装置，利用自制教具直观演示线速度相同时，角速度与半径呈反比的实验现象，进而借助数学知识（弧长与圆心角的关系）重新推出公式，从本质上认识其物理内涵。
设计意图：
创设问题情境，引发学生思考物理量之间的关系并亲自推导出关系式，从而深化学生对其物理意义的认识。
借助教具创设实验情境，为学生提供直观的感性素材，配合数学工具，帮助学生进一步认识线速度与角速度的关系，突破教学难点。
活动5【练习】学以致用
教学内容：
通过对自行车结构的
分析，引导学生利用
v=ωr分析生活现象，熟悉公式的使用。
师生活动：
引导学生观察自行车的结构，应用新学的物理知识解释普通自行车牙盘大于飞轮的道理。
设计意图：
联系实际情景，引导学生掌握在具体情境中确立角速度、线速度与半径关系的方法。接着，与生活情境联系，体现从生活走向物理、从物理走向社会的理念。