高中物理圆周运动教案设计

2019-08-211220

　　高中物理圆周运动教案设计一

　　一、教材分析

　　本节课的教学内容为新人教版第五章第四节《圆周运动》，它是在学生学习了曲线运动的规律和曲线运动的处理方法以及平抛运动后接触到的又一类曲线运动实例。本节作为该章的重要内容之一，主要向学生介绍了描述圆周运动快慢的几个物理量，匀速圆周运动的特点，在此基础上讨论这几个物理量之间的变化关系，为后续学习圆周运动打下良好的基础。

　　二、学情分析

　　通过前面的学习，学生已对曲线运动的条件、运动的合成和分解、曲线运动的处理方法、平抛运动的规律有了一定的了解和认识。在此基础上了，教师通过生活中的实例和实物，利用多媒体，引导学生分析讨论，使学生对圆周运动从感性认识到理性认识，得出相关概念和规律。在生活中学生已经接触到很多圆周运动实例，对其并不陌生，但学生对如何描述圆周运动快慢却是第一次接触，因此学生在对概念的表述不够准确，对问题的猜想不够合理，对规律的认识存在疑惑等。教师在教学中要善于利用教学资源，启发引导学生大胆猜想、合理推导、细心总结、敢于表达，这就能对圆周运动的认识有深度和广度。

　　三、设计思想

　　本节课结合我校学生的实际学习情况，对教材进行挖掘和思考，始终把学生放在学习主体的地位，让学生在思考、讨论交流中对描述圆周运动快慢形成初步的系统认识，让学生的思考和教师的引导形成共鸣。

　　本节课结合了曲线运动的规律及解决方法，利用生活中曲线运动实例(如钟表、转动的飞轮等)使学生建立起圆周运动的概念，在此基础上认识描述圆周运动快慢的相关物理量。总体设计思路如下：

　　四、教学目标

　　(一)、知识与技能

　　1、知道什么是圆周运动、匀速圆周运动。理解线速度、角速度、周期的概念，会用线速度角速度公式进行计算。

　　2、理解线速度、角速度、周期之间的关系，即 。

　　3、理解匀速圆周运动是变速运动。

　　4、能利用圆周运动的线速度、角速度、周期的概念分析解决生活生产中的实际问题。

　　(二)、过程与方法

　　1、知道并理解运用比值定义法得出线速度概念，运用极限思想理解线速度的矢量性和瞬时性。

　　2、体会在利用线速度描述圆周运动快慢后，为什么还要学习角速度。能利用类比定义线速度概念的方法得出角速度概念。

　　(三)、情感、态度与价值观

　　1、通过极限思想的运用，体会物理与其他学科之间的联系，建立普遍联系的世界观。

　　2、体会物理知识来源于生活服务于生活的价值观，激发学生的学习兴趣。

　　3、通过教师与学生、学生与学生之间轻松融洽的讨论和交流，让学生感受快乐学习。

　　五、教学重点、教学难点

　　(一)、教学重点

　　1、理解线速度、角速度、周期的概念

　　2、掌握线速度、角速度、周期之间的关系

　　(二)、教学难点

　　1、理解线速度、角速度、周期的物理意义及引入这些概念的必要性。

　　2、理解线速度的瞬时性和矢量性，理解匀速圆周运动是变速运动。

　　六、教学准备

　　多媒体课件、多媒体计算机、挂钟

　　七、教学方法

　　教师启发、引导;学生讨论、交流;教师讲授;师生共同推理、归纳总结。

　　八、课时安排 ：1节课

　　九、教学过程

　　(一)、引入新课

　　1、多媒体课件展示生活中的各类圆周运动实例，如：地球绕着太阳运动，电子绕着原子核运动等)

　　2、实物展示：钟表指针的转动、纸风车的转动、电风扇的转动等

　　提出问题：它们的运动轨迹有什么特点，做什么运动?

　　生：它们的轨迹都是圆，做圆周运动。

　　师：同学们回答得很好。这就是本节课我们要学习的圆周运动。

　　(二)新课教学

　　(观看转动快慢不同的大轮和小轮多媒体视频)

　　师：大轮和小轮都在做圆周运动，它们转动的快慢一样吗?

　　生：它们转动的快慢不一样，大轮转动慢，小轮转动快。

　　提出问题：我们如何描述做圆周运动物体转动快慢呢?

　　(学生仔细观察齿轮传动装置，亲自动手实践，分组讨论交流，展示讨论结果并说出原因)

　　根据学生提出的方案，师生共同分析总结，描述圆周运动快慢的方法可能有以下几种：

　　(1)比较在相同时间内转过的弧长(或比较转过相同弧长所需要的时间)。

　　(2)比较相同时间物体与圆心连线转过的角(或物体与圆心连线转过相同角所需要的时间)。

　　(3)比较在相同时间内转过的圈数(或转过相同圈数所需要的时间)。

　　(4)比较物体转过一圈所需要的时间

　　师：同学们观察的非常仔细，提出的方案也非常棒!我们的确可以从这些方面来描述圆周运动的快慢。

　　(教师在对学生赞许时，注意利用表情语言、肢体语言向学生传递由衷的赞美，让学生感受到探究后的成就感)

　　师：我们怎样用物理概念来表述同学们提出的这些方法呢?根据同学们提出的方法，我们来一一学习描述圆周运动快慢的物理量。

　　1、线速度(v)

　　学生阅读课本，思考并讨论以下问题：

　　(1)、线速度的定义及其表达式是怎样的，线速度的单位是什么?

　　(2)、线速度的物理意义是什么?

　　(3)、线速度的方向怎样，如何确定线速度方向?

　　(4)、线速度是瞬时速度还是平均速度?

　　学生阅读课本后，利用多媒体课件直观形象地展示线速度相关知识，从多角度让学生体会认识线速度，师生互动总结得出：

　　(1)、定义：质点做圆周运动通过的弧长 与

　　所用时间 的比值叫做线速度。

　　表达式： 单位：

　　物理意义：描述质点做圆周运动时通过弧长的快慢。

　　(2)、线速度方向是过圆周上该点的切线方向。(观察砂轮切割金属的工作视频)

　　(引导学生分析： 时，则 所求得的线速度 表示质点做圆周运动的瞬时速度)。

　　(3)、线速度是瞬时速度。

　　2、匀速圆周运动

　　(展示大挂钟，让学生观察钟表秒针转动情况)

　　提出问题：秒针尖端在相等的时间内通过的弧长有什么特点，线速度的大小和方向有什么有什么规律?

　　(学生思考后分组讨论交流，并展示小组讨论交流结果)

　　师生互动共同总结：

　　秒针尖端在相等时间内通过的弧长相等。任意时刻秒针尖端的线速度大小相等，方向在时刻变化。

　　师：我们把线速度大小不变的圆周运动叫做匀速圆周运动。

　　提出问题：匀速圆周运动是变速运动还是匀速运动，匀速圆周运动中的“匀”指的是什么意思?

　　引导学生通过类比匀速直线运动运动概念，分析得出：

　　匀速圆周运动的线速度方向时刻变化，所以是变速运动。“匀”指线速度的大小(速率)不变，而方向时刻改变。

　　(多媒体展示皮带传动装置，分析在转动过程中，主动轮与从动轮在皮带连接处线速度大小相等)

　　提出问题：主动轮和从动轮相比，谁转得快谁转得慢?你是怎样

　　描述的，请说出你的描述方法。

　　学生可能会从不同角度对其快慢进行描述，师生互动，共同总结

　　出描述的方法如下：

　　(1)、比较相同时间质点与圆心联系转过角的大小(或转过相同角所需要时间的多少)。

　　(2)、比较相同时间转过的圈数(或转过相同圈数所需要的时间)。

　　(3)、比较转一圈所需要的时间。

　　(注意：在和学生交流时，应多用鼓励和赞赏的语句。如“很好”、“很棒”、等。激发学生求知欲望.)

　　过渡：同学们的想法都很好!我们都可以从这些方面描述圆周运动的快慢，我们如何从质点与圆周连线扫过的角度来描述圆周运动的快慢呢?

　　3、角速度( )

　　学生阅读课本相关内容，并思考下列问题：

　　(1)、角速度定义及表达式是怎样的，角速度的单位是什么?

　　(2)、30°，45°，60°，90°，180°，360°，用弧度作单位该怎么表示?

　　(3)、角速度的物理意义是什么?

　　(4)、匀速圆周运动的角速度有什么特点?

　　师生互动，共同总结如下：

　　(1)、定义：质点与圆心连线扫过的角度 与所用时间 的比值叫角速度。

　　表达式： (强调： 是用弧度表示，如果扫过的角度是用度表示，应把角度转化为弧度)

　　单位： 或

　　(2)、 例如：设半径为 ，30°角所对应的弧度为： ，同理

　　45°，60°，90°，180°，360°分别对应的弧度为 、 、 、 、

　　(3)、物理意义：描述质点与圆心连线转过角度的快慢。

　　(4)、匀速圆周运动是角速度不变的运动。

　　4、周期(T)和转速(n)

　　师：同学们总结得非常好!除了用线速度、角速度描述圆周运动快慢，我们还能不能用其他方式来描述呢?请同学们观察挂钟的秒针、分针、时针，如何比较它们转动快慢?

　　高中物理圆周运动教案设计二

　　【教材分析】

　　本节选自人教版高中物理必修2，第五章第4节，是建立在学习了曲线运动及其性质的基础之上的一种特殊的曲线运动。同时在本节课中引入的线速度、角速度、转速和周期的概念，这些概念的学习是本章的重点，也是后面几节向心加速度、向心力学习的基础。

　　本节课的概念比较多，内容相对其它节而言比较单调，应通过举一些实例引起学生注意力，启发学生思考、总结，认识现象从而理解概念。

　　【学情分析】

　　学生在前面的学习过程中已掌握了有关曲线运动的相关知识，已经具备了一定的知识积累和生活阅历，再加上在数学上对圆的认识，学生已经初步具备了研究圆周运动问题基本能力，就知识本身而言，本节课的知识对学生来讲不是困难。

　　【教学目标】

　　知识与技能

　　知道圆周运动的概念

　　掌握线速度、角速度、转速和周期概念

　　掌握各物理量之间的关系

　　过程与方法

　　观察现象总结出圆周运动的概念。通过合理的猜想及推导得出结论。初步运用极限的思想理解速度的瞬时性。

　　情感态度与价值观

　　通过描述圆周运动快慢的教学，使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。

　　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。

　　【教学重难点】

　　重点

　　线速度、角速度、转速和周期概念的理解，及其相互关系

　　匀速圆周运动的特点

　　难点

　　线速度、角速度概念引入的必要性

　　【教学过程】

　　(一)新课引入

　　演示实验：用细线一端系住粉笔，粉笔在竖直片面内绕细线另一端做圆周运动。并把运动轨迹画在黑板上。

　　总结圆周运动的概念：轨迹是圆的曲线运动成为圆周运动。

　　提问：列举生活中圆周运动的实例

　　老师总结：表针上各点的运动;扇叶上各点的运动;地球绕太阳的运动。

　　(二)新课讲解

　　创设情境：在新课引入的演示中，在细线上任取A、B两点(A点更接近圆心)提问A、B两点哪点运动的更快呢?

　　学生回答：B点比A点运动的快。因为相同时间B点运动的弧长较长。

　　A点和B点运动的一样快。因为相同时间A、B点转过的角度一样。

　　(A点比B点运动的快。)

　　教师总结：前两种答案都很有道理，所以这两种答案都是对的。只是从不同的角度描述了圆周运动。把运动的弧长与时间的比值定义为线速度，把转过的角度与时间定义为角速度。

　　线速度(v)

　　定义：物体通过的弧长和所用时间的比值。

　　单位：米每秒 m/s

　　2.物理意义：描述做圆周运动的物体运动的快慢

　　3.矢量性

　　回顾：曲线运动中，质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向

　　结合数学知识得知，线速度的方向沿圆的切线方向，与半径垂直。

　　因为线速度的方向时刻发生改变，所以圆周运动是变速运动。

　　4.平均线速度与瞬时线速度

　　由定义给出的是平均线速度，当运动时间非常非常小的时候得到的是瞬时线速度。

　　5.匀速圆周运动

　　消除前概念：讨论：匀速圆周运动的线速度是不变的吗?

　　学生：因为匀速圆周运动的线速度的方向在不断变化，因此，它是一种变速运动。这里的“匀速”是指线速度的大小不变。

　　在创设情景中，B点线速度大于A点的线速度，

　　角速度(ω)

　　创设情境：在不同的表盘上，时针或分针的在相等时间内运动的弧长各不相同，即线速度不相等，却可以表示相同的时间，因为转动一周所用时间相同。

　　(播放皮带传动视频)当皮带传动时，大小两轮子边缘在相同的时间内经过的弧长相同，即线速度大小相同，但是两个轮子，小轮显然转得快些。

　　总结：仅仅用线速度不能全面的描述圆周运动。所以需要引入角度和时间的比值—角速度。

　　高中物理圆周运动教案设计三

　　教学准备

　　1. 教学目标

　　1、知识与技能

　　(1)认识匀速圆周运动的概念，理解线速度的概念，知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度;理解角速度和周期的概念，会用它们的公式进行计算;

　　(2)理解线速度、角速度、周期之间的关系：v=rω=2πr/T;

　　(3)理解匀速圆周运动是变速运动。

　　2、过程与方法

　　(1)运用极限法理解线速度的瞬时性.掌握运用圆周运动的特点如何去分析有关问题;

　　(2)体会有了线速度后.为什么还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的单位。

　　3、情感、态度与价值观

　　(1)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;

　　(2)体会应用知识的乐趣.激发学习的兴趣。

　　2. 教学重点/难点

　　教学重点：线速度、角速度、周期的概念及引入的过程，掌握它们之间的联系。

　　教学难点：理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性。

　　3. 教学用具

　　多媒体、板书

　　4. 标签

　　教学过程

　　新课导入建议在我们周围，与圆周运动有关的事物比比皆是，像机械钟表的指针、齿轮、电风扇的叶片、收音机的旋钮、汽车的车轮……在转动时，其上的每一点都在做圆周运动.你即使坐着不动，其实也在随着地球的自转做圆周运动.

　　地球绕太阳公转的速度为每秒29.79?km，公转一周所用时间为1年，月亮绕地球运转速度为每秒1.02?km，运转一周所用时间为27.3天，有人说月亮比地球运动得快，有人说月亮比地球运动得慢，你怎样认为呢?

　　一、描述圆周运动的物理量

　　探究交流

　　打篮球的同学可能玩过转篮球，让篮球在指尖旋转，展示自己的球技，如图5 4 1所示.若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转，那么篮球上不同高度的各点的角速度相同吗?线速度相同吗?

　　【提示】　篮球上各点的角速度是相同的.但由于不同高度的各点转动时的圆心、半径不同，由v=ωr可知不同高度的各点的线速度不同.

　　1.基本知识

　　(1)圆周运动

　　物体沿着圆周的运动，它的运动轨迹为圆，圆周运动为曲线运动，故一定是变速运动.

　　(2)描述圆周运动的物理量比较

　　2.思考判断

　　(1)做圆周运动的物体，其速度一定是变化的.(√)

　　(2)角速度是标量，它没有方向.(×)

　　(3)圆周运动线速度公式v=Δt(Δs)中的Δs表示位移.(×)

　　二、匀速圆周运动

　　探究交流

　　如图所示，若钟表的指针都做匀速圆周运动，秒针和分针的周期各是多少?角速度之比是多少?

　　【提示】　秒针的周期T秒=1?min=60?s，

　　分针的周期T分=1?h=3?600?s.

　　1.基本知识

　　(1)定义：线速度大小处处相等的圆周运动.

　　(2)特点

　　①线速度大小不变，方向不断变化，是一种变速运动.

　　②角速度不变.

　　③转速、周期不变.

　　?2.思考判断

　　(1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等.(√)

　　(2)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同.(×)

　　(3)匀速圆周运动是一种匀速运动.(×)

　　三、描述圆周运动的物理量间的关系

　　【问题导思】

　　1.描述圆周运动快慢的各物理量意义是否相同?

　　2.怎样理解各物理量间的关系式?

　　3.试推导各物理量间的关系式.

　　1.意义的区别

　　(1)线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快慢，但它们描述的角度不同.线速度v描述质点运动的快慢，而角速度ω、周期T、转速n描述质点转动的快慢.

　　(2)要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是不够的，既需要一个描述运动快慢的物理量，又需要一个描述转动快慢的物理量.

　　2.各物理量之间的关系