2022魯科版必修二《勻速圓周運動快慢的描述》word教案

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1、2022魯科版必修二《勻速圓周運動快慢的描述》word教案 教學目標： 一、知識與技能： 1、知道什么是勻速圓周運動 2、理解什么是線速度、角速度和周期 3、理解線速度、角速度和周期之間的關系 二、過程與方法： 1、能夠用類比等方法學習新知識。 2、能夠通過實驗來探究規(guī)律。 3、能夠應用勻速圓周運動的有關公式分析和解決有關問題。 三、情感態(tài)度與價值觀： 通過描述勻速圓周運動快慢的教學，使學生了解對同一個問題可以從不同的側面進行研究。 教學重點： 1、理解線速度、角速度和周期的概念。 2、知道什么是勻速圓周運動 3、線速度、角速度及周期之間的關系 教學難點： 可

2、以用不同的物理量描述勻速圓周運動的快慢 播放視頻：日常生活中常見的圓周，新 勻速圓周運動 特點：運動快慢不變 問題：如何描述勻速圓周運動的快慢 演示實驗：自行車車輪的轉動 線速度 角速度 、頻率、轉速 大?。? S為弧長 方向：分組實驗留跡法 解釋演示實驗 線速度、角速度及周期等之間的關系 課堂練習 課堂小結 n=f= 教學方法： 演示實驗、分組實驗、講授、推理歸納法 教學用具： 玩具小自行車、自制圓周運動線速度方向演示器、多媒體 教學流程： 教學過程： 一、引入 師：前面我們學習了曲線運動中

3、一種比較簡單的運動形式——拋體運動，而在日常生活中，我們還經常見到另一種比較簡單的曲線運動——圓周運動。 師：什么是圓周運動呢？ 生：圓周運動就是運動軌跡是圓周的運動。 師：同學們能不能舉一些日常生活中常見的圓周運動？ 生：如機械鐘表的指針、齒輪、電風扇的葉片、汽車的車輪在轉動時的運動都是圓周運動。 師：播放生活中常見的圓周運動的視頻。 二、勻速圓周運動 師：我們剛才舉到的這些例子中，有些圓周運動的規(guī)律是比較復雜的，如過山車的運動。而我們研究一種運動，都是先研究其最簡單的運動形式，如在直線運動規(guī)律的學習中，我們只研究了最簡單的兩種直線運動的規(guī)律，即勻速直線運動和勻變速直線運動的規(guī)

4、律。對于圓周運動，我們也先研究其中最簡單的運動形式，那最簡單的圓周運動應該是怎樣的？ 生：最簡單的圓周運動應該是運動快慢不變的圓周運動。 師：我們把這種運動快慢不變的圓周運動稱為勻速圓周運動。 師：勻速圓周運動與勻速直線運動的區(qū)別是什么？ 生：勻速圓周運動的運動方向不斷變化。 1、線速度 演示實驗：將自行車倒過來放置，勻速轉動腳踏板，觀察并比較小自行車上AB兩點、BC兩點的運動快慢。 B A C 生：觀察、思考及討論。給出觀點： 1、A點比B點運動得快 2、AB兩點運動快慢一樣 3、BC兩點運動快慢一樣

5、 4、B點比C點運動得快 A B C 圖（1） 師：同學們得到的這些結論到底哪些是正確的哪些是錯誤的呢？我們應該如何確定勻速圓周運動的快慢呢？ 師：我們先回顧一下我們是如何描述直線運動的快慢。 生：用速度這個物理量，，是位移與時間的比值。 師：那速度這個物理量能不能準確地描述勻速圓周運動的快慢呢？ 生：學生思考討論。 師：提示可以舉一個勻速圓周運動實例：如圖（1）所示 ，一物體從A點出發(fā)，沿順時針做勻速圓周運動，經過時間t1，第一次運動到了B點；經過時間t2第一次運動到了C點 。物體在運動過程中運動的快慢是不變的。 物體在t1時間內的平均速度；時間t2內

6、的平均速度。因SAB>SAC t1。而對于做勻速圓周運動的物體來說，物體運動的快慢應該是不變的，說明用我們以前所學過的物理量——速度是無法準確描述勻速圓周運動的快慢。 A B C 乙 甲 圖（2） 師：那么我們應該用什么物理量來描述勻速圓周運動的快慢呢？提示能不能用初中所學過的速率來描述勻速圓周運動的快慢。 生：學生談論。 師：我們是如何定義速率的？ 生：，是路程與時間的比值。 師：物體做圓周運動的路程就對應于圓上的弧長。 師：兩物體甲和乙同時從A點出發(fā)，沿順時針做快慢不同的勻速圓周運動，甲比乙運動得快，經過時間t，甲第一次運動到了C點，乙第一次運

7、動到了B點，甲的速率V甲=，乙的速率V乙=。因SAC‘>SAB‘，所以V甲>V乙，因此速率可以用來描述勻速圓周運動的快慢。 師：我們把勻速圓周運動的物體通過的弧長S與所有時間t的比值叫做線速度的大小。 【公式】 【單位】:米每秒 m/s 師：線速度是矢量，不僅有大小，而且有方向。那線速度的方向是怎樣的呢？ 師：分組實驗。如圖（3）所示，半圓軌道放置在水平桌面上，在水平桌面與半圓周軌道間由下至上疊放白紙、復寫紙。讓小球在水平面內沿半圓軌道上做勻速圓周運動，在B點脫離軌道時，對小球進行受力分析，忽略滾動摩擦力的影響，可認為小球所受合力為0，因此小球接下來以速度VB做勻速直線運動，此時

8、小球的運動軌跡方向即小球做勻速圓周運動經過B點時的線速度方向。通過留在白紙上的軌跡，我們發(fā)現這個方向與半徑方向垂直，說明小球在做圓周運動過程中經過B點時的速度方向沿圓周B點的切線方向。多次實驗，得到相同的結論。說明物體做圓周運動時，線速度的方向總是沿圓周的切線方向。 師：我們把這種方法叫做留跡法。在以前的學生中我們是否也使用過留跡法？ 生：打點計時器、頻閃照片等。 師：拓展——任何曲線運動線速度方向是否都沿軌跡的切線方向？請同學回去后用同樣的方法進行探究。 師：學習了線速度概念后，請同學們判斷一下演示實驗中的觀點哪些是正確的。 生：觀點1和觀點3是正確的。 對于AB兩點，因轉動一周

9、所用的時間相同，但A點運動的弧長大于B點運動的弧長，根據線速度的公式可得SA>SB，所以VA>VB，說明觀點1——A點比B點運動得快是正確的。對于BC兩點，因是用鏈子連在一起的，相同的時間內它們的路程相等，所以在相同時間里運動的弧長相同，有VB=VC，說明觀點3——BC兩點運動快慢一樣是正確的。 師：但有的同學認為AB兩點是一同轉動的，所以它們的運動快慢應該是一樣的，而BC兩點在相等的時間內轉過的角度卻不一樣，所以它們的運動快慢是不一樣的。因此對于勻速圓周運動來說，我們還可以從角度的方面來考慮物體運動的快慢。 2、角速度 師：為了描述BC兩點在運動過程中角度變化快慢的不同，物理學中引入一

10、個量來描述它。我們把這個量叫做“角速度”，用符號ω表示。 【定義】做圓周運動的物體某段時間內轉過的角與該段時間的比值叫做角速度。 【公式】 師：那角速度的單位是什么呢？ 師：應該是度每秒，°/s 師：提到角的單位，大家自然會想到“度”，然而在國際單位制中，角的度量使用另一個單位“弧度”。 【單位】弧度每秒 rad/s 【方向】四指繞著轉動方向中，拇指指向就是角速度方向。（可對學生說高中階段不要求掌握角速度的方向） 師：我們學習了角速度的概念后，同學就很容易可以理解演示實驗中的觀點2和觀點4了。AB兩點是一同轉動的，相同時間里轉過的角度一樣，說明他們的角速度相等，所以它們的運

11、動快慢應該是一樣的。而在相等的時間內B點轉過的角度大于C點轉過的角度，所以B的角速度大于C的角速度。 3、周期： 師：前面我們已經分析了可以從線速度和角速度兩方面來描述物體做勻速圓周運動的快慢。請大家再思考一下，是否還有其他的物理量也可以描述物體做勻速圓周運動的快慢。 生：學生討論。 師：對于BC兩點，轉動一周所用的時間是不同的，因此我們還可以用物體轉動一周所用的時間來描述物體做勻速圓周運動的快慢。 師：我們把周期性運動每重復一次所需要的時間叫做周期T。做勻速圓周運動的物體，周期越短，轉動越快；周期越長，轉動越慢。 【定義】周期性運動每重復一次所需要的時間叫做周期T。 【單位】秒

12、 s 師：做勻速圓周運動的物體轉動一周所用的時間越長，說明物體轉動越慢，那如果物體在單位時間內轉過的圈數越多，說明物體轉動得是越快還是越慢呢？ 生：轉動得越快。 師：因此我們還可以用單位時間內運動重復的次數來描述物體做勻速圓周運動的快慢。 師：我們把單位時間內運動重復的次數叫做頻率，用f表示，單位是赫茲（HZ）。頻率越高，轉動越快；頻率越低，轉動越慢。 師：在生產和生活中，我們又把勻速圓周運動的頻率稱為轉速，用n表示，單位為轉每秒（r/s ） 或者轉每分（r/min）。 師：下面請大家分析一下做勻速圓周運動的物體，周期、頻率和轉速之間的關系。 生：很容易可以得到：

13、師：下面請同學們根據今天所學的知識歸納一下演示實驗的結論。 生：A點的線速度大于B點的線速度 結論1：A點比B點運動得快 AB兩點的角速度、周期、頻率、轉速相等 結論2：AB兩點運動快慢一樣 BC兩點的線速度相等 結論3：BC兩點運動快慢一樣 C點角速度（周期、頻率、轉速）大于B點的 結論4：C點比B點運動得快 三、線速度、角速度、周期的關系 師：請同學們再分析一下做勻速圓周運動的物體，線速度、角速度與周期之間的關系。 生：1、線速度與角速度的關系

14、 2、線速度與T的關系、角速度與T的關系 3、線速度與轉速的關系、角速度與轉速的關系 請學生在黑板上板演 師：從以上的學習我們知道線速度、角速度、周期、頻率和轉速都可以用來描述勻速圓周運動的快慢，說明對于同一個問題可以從不同的側面進行研究。 四、課堂練習 A B C A B C 例1、分析下面兩個圖中ABC三點角速度、線速度、周期間的關系。 A B 30° 60° 例2、關于勻速圓周運動，下列說法正確的是（ ） A、任意相等時間內物體通過的路程相等。 B、任意相等時間內物體通

15、過的位移相等 C、任意相等時間內物體半徑掃過的弧度相等 D、勻速圓周運動是勻速運動 五、課后思考題、作業(yè) 1、地球上北緯30度和北緯60度上各有一點A和B，則它們之間的角速度和線速度大小之比為多少？ 2、磁帶兩孔轉速是否相同？ 3、書本第66頁圖4-5中，砂輪打磨時飛出的火星是從砂輪飛出的物質還是從工件上飛出的物質？ 4、書本第66頁圖4-5和圖4-6中，火星和水滴從切線飛出，為什么就可以說明圓周運動的線速度方向就是沿圓周的切線方向？ 5、課后作業(yè)：書P70 第3、5題 六、課堂小結 物理量 大小 方向 物理意義 1 線速度v V=s/t (s

16、—弧長） V=2 π r/T 沿圓周的切線方向 表示質點沿圓周運動的快慢 2 角速度ω ω=θ/t ω=2 π /T 有 表示質點轉動的快慢 3 周期T T=1/f 標量 表示質點轉動的快慢 4 頻率f f=1/T 標量 表示質點轉動的快慢 5 轉速n n=f=1/T 標量 表示質點轉動的快慢 板書設計： 一、 圓周運動 1、 定義：運動軌跡是圓周的運動 2、 日常生活常見的圓周運動： 如機械鐘表的指針、齒輪、電風扇的葉片、汽車的車輪在轉動時的運動 3、 最簡單圓周運動 勻速圓周運動——

17、特點：運動快慢不變 與勻速直線運動的區(qū)別——運動的方向不斷變化 二、 勻速圓周運動的描述 演示實驗：自行車車輪的轉動 觀點1、A點比B點運動得快 觀點2、AB兩點運動快慢一樣 觀點3、BC兩點運動快慢一樣 觀點4、B點比C點運動得快 1、 線速度 （1）物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢 （2）定義：質點做圓周運動通過的弧長S與所用時間t 的比叫做線速度 （3）線速度的大小： （4）線速度的方向：沿圓周各點的切線方向 分組實驗：探究線速度的方向 留跡法 2、 角速度 （1） 物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢 （2） 定義：做圓周運動的物體某

18、段時間內轉過的角與該段時間的比值叫做角速度 （3） 矢量 不要求掌握方向 （4） 單位 弧度每秒 rad/s 3、 周期 （1） 物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢 （2） 定義：周期性運動每重復一次所用的時間叫周期 （3） 標量 4、 頻率 （1） 物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢 （2） 定義：周期性運動每重復一次所用的時間叫周期 （3） 標量 5、 轉速 （1） 物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢 （2） 定義：周期性運動每重復一次所用的時間叫周期 （3） 標量 三、線速度、角速度、周期、頻率及轉速間的關系 1、線速度與角速度的關系 2、線速度與T的關系、角速度與T的關系 3、線速度與轉速的關系、角速度與轉速的關系 4、 n=f=1/T 四、課堂練習 五、課后思考題、作業(yè) 六、課堂小結