圆周运动教案(1)

圆周运动教案(1)

匀速圆周运动 ‎　　一、素质教育目标 ‎　　（一）知识教学点 ‎　　1．知道什么是匀速圆周运动，理解匀速圆周运动是变速运动．‎ ‎　　2．理解和掌握线速度、角速度、周期等概念，以及它们之间的关系．‎ ‎　　（二）能力训练点 ‎　　进一步理解物理概念的学习方法，学会学习．‎ ‎　　（三）德育渗透点 ‎　　线速度、角速度、周期和频率都是从不同的角度来描述匀速圆周运动快慢的物理量，它们既有区别又有联系．要辨证、全面地来认识、树立正确的认识观．‎ ‎　　（四）美育渗透点 ‎　　通过对周围运动的研究使学生体会到物理图像的形式美．‎ ‎　　二、学法引导 ‎　　通过教师的带有启发性的讲解，使学生在与教师的共同讨论中归纳和总结规律．‎ ‎　　三、重点·难点·疑点及解决办法 ‎　　1．重点 ‎　　理解和掌握描述匀速圆周运动快慢的物理量以及它们的关系．‎ ‎　　2．难点 ‎　　理解在具体问题中用线速度，角速度等概念进行解释说明．‎ ‎　　3．疑点 ‎　　皮带传动，齿轮传动中什么量相同，什么量不同．‎ ‎　　4．解决办法 ‎　　由于涉及的物理量较多，教学中要注意围绕一个目的：如何描述匀速圆周运动快慢，从不同的角度来讨论．‎ ‎　　四、课时安排 ‎　　1课时 ‎　　五、教具学具准备 ‎　　课件：地球自转皮带传动、齿轮传动．‎ ‎　　多媒体设备 ‎　　六、师生互动活动设计 ‎　　1．教师通过具有启发性的教学引导学生去寻找规律性的东西．‎ ‎　　2．学生通过观察、思考来总结．‎ ‎　　七、教学步骤 ‎　　（一）明确目标 ‎　　（略）‎ ‎　　（二）整体感知 ‎　　这节课是着重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的、是一堂概念课，要求讲清各个物理量、理清各个物理量的相互关系，并会在具体的问题中加以应用．‎ ‎　　（三）重点、难点的学习与目标完成过程 ‎　　1．匀速圆周运动 ‎　　提问：在圆周运动中，最简单的是怎样的运动？‎ ‎　　分析讨论，引出匀速圆周运动．‎ ‎　　质点沿圆周运动，如果在相等时间里通过的圆弧长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动．‎ ‎　　匀速圆周运动是最简单的圆周运动．‎ ‎　　2．描述匀速圆周运动快慢的物理量 ‎　　（1）线速度 ‎　　引入：质点单位时间通过的弧长越长，表明运动得越快．‎ ‎　　定义：质点通过的弧长s与所用时间t的比值．‎ ‎　　公式：v＝‎ ‎　　单位：m／s ‎　　矢量：线速度的方向在圆周该点的切线方向上．‎ ‎　　注意：匀速圆周运动的速度方向不断改变，因此是变速运动；所谓“匀速”是指速率不变，即速度的大小不变．‎ ‎　　（2）角速度 ‎　　引入：运动质点和圆心半径的连线在单位时间内转动的角度越大，表明质点运动得越快．‎ 定义：圆周半径转过的角度与所用时间t的比值．‎ 公式：‎ ‎　　单位：rad／s ‎　　注意：弧度的概念，等于弧长与半径的比值，π弧度等于180°．‎ ‎　　（3）周期和频率 ‎　　匀速圆周运动是一种周期性的运动．‎ ‎　　周期：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间 ‎　　频率：物体ls由完成匀速圆周运动的圈数，单位是赫兹，记作“Hz”．周期和频率互为倒数．‎ ‎　　3．线速度、角速度、周期间的关系 ‎　　（1）定性关系 ‎　　三个物理量都是描述匀速圆周运动的快慢，匀速圆周运动得越快，线速度越大、角速度越大、周期越小．‎ ‎　　（2）定量关系 ‎　　设想物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，则在一个周期内转过的弧长为2πr，转过的角度为2π，因此有 ‎　　，‎ ‎　　比较可知：v＝ωr ‎　　进一步说明三者的关系（可提问学生）‎ ‎　　例题分析 ‎　　【例1】 地球自转的问题 ‎　　课件演示：地球自转 ‎　　讨论1：比较在北京和在赤道两处物体随地球做自转的角速度．‎ ‎　　观看演示，共同分析，得出结论．‎ ‎　　进一步说明：地球表面上的物体随地球做匀速圆周运动的角速度都相同．由于地球自转周期为T＝24h，故可求得地球自转角速度＝7.3×rad／s ‎　　讨论2：比较在北京和在赤道两处物体随地球自转的线速度．‎ ‎　　现看演示，共同分析，得出结论．‎ ‎　　进一步说明，当角速度一定时，赤道处转动半径最大，故线速度最大，随着纬度增大，转动半径减小，线速度减小，设地球半径为R，则在纬度为θ时的线速度为 ‎　　v＝ωr＝ωRcosθ ‎　　【例2】 传动装置的问题．‎ ‎　　课件演示：皮带传动；轮传动．‎ ‎　　讨论1：如图5－9所示，比较A、B、C三点的线速度、角速度．‎ 图5－9‎ ‎　　观看演示，共同分析，得出结论．‎ ‎　　进一步说明：皮带上各点的线速度大小相等，如果皮带与齿轮不打滑，则轮缘上各个线速度大小相等，同一个轮上各点角速度相等；‎ ‎　　如果，＝2＝2 ，则∶∶＝2∶2∶1‎ ‎　　∶∶＝1∶2∶1‎ ‎　　讨论2：如图5－10所示，比较A、B、C三点的线速度角速度．‎ 图5－10‎ ‎　　观看演示，共同分析，得出结论．‎ ‎　　进一步说明：齿轮传动时，接触点处速度大小、方向都相同，因此轮缘上各个线速度大小相等，同一个轮上各点的角速度相等．‎ ‎　　比较二者的关系．（学生总结）‎ ‎　　（四）总结、扩展 ‎　　这一节课是从三个侧面来研究匀速圆周运动快慢的，再找到三个物理量的三个关系，在具体问题中要分清不变量，找出变化量之间的关系．‎ ‎　　八、布置作业 ‎　　作业题：练习四（1）（2）（3）（4）（5）‎ ‎　　九、析书设计 匀速圆周运动 ‎　　1．匀速圆周运动 ‎　　（1）定义 ‎　　（2）特点 ‎　　2．描述匀速周运动快慢的物理量 ‎　　（1）线速度 ‎　　（2）角速度 ‎　　（3）周期 ‎　　3．线速度、角速度、周期间的关系 ‎　　（1）定性关系 ‎　　（2）定量关系 ‎　　十、背景知识与课外阅读 铅球出手的角度应该是多少？‎ ‎　　在学习物理时讨论过斜抛运动的问题，将物体以一定的速率斜向上抛出，如果空气阻力可以忽略，则仰角为多大时抛出的距离最远？‎ ‎　　上述问题的答案为45°，但是推铅球的情况有所不同，铅球的抛掷点不是在地面上，而是离地面有一定的高度．所以，以同一出手速率作45°及40°仰角抛掷，当落回抛掷点同一水平面时，水平距离以45°者较大，但是落到地面时，水平距离却可能是40°者较大．‎ ‎　　通过复杂的计算，可以得到以下结论：推铅球获得最大的距离，其出手的仰角应小于45°，这个角度随出手的速度的增大而增大，而随出手的高度增加而减小，对出手高度为1.7m～2m，而出手速度为8m／s～14m／s的人来说，出手仰角应为38°～42°．‎ ‎　　至于其他投掷类，受空气的作用力影响较大，各有不同的最佳仰角，例如掷铁饼为30°～35°；标枪为28°～33°；链球为42°～44°．‎ ‎　　十一、随堂练习 ‎　　1．下列说法正确的是 （ ）‎ ‎　　A．匀速圆周运动是一种匀速运动 ‎　　B．匀速圆周运动是一种匀变速运动 ‎　　C．匀速圆周运动是一种变加速运动 ‎　　D．因为物体做圆周运动才产生向心力 ‎　　2．原点做匀速圆周运动时，哪些是不变 （ ）‎ ‎　　A．速率 B．速度 C．角速度 D．加速度 ‎　　3．如图5－11所示的皮带传动装置中，右边的两轮沾在一起且同轴，半径＝＝2，皮速不打滑，则 ‎　　（1） ∶∶＝________； （2） ∶∶＝_______．‎ ‎　　答案：1．C 2．AC 3．1∶1∶2，1∶2∶2‎ 图5－11‎