高中物理 《怎樣研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)》教案 滬科版必修2

1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)一、教學(xué)任務(wù)分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)是繼直線運(yùn)動(dòng)后學(xué)習(xí)的第一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，是對(duì)如何描述和研究比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)的拓展，是力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系知識(shí)的進(jìn)一步延伸，也是以后學(xué)習(xí)其他更復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)（平拋運(yùn)動(dòng)、單擺的簡(jiǎn)諧振動(dòng)等）的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要以勻速直線運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)為基礎(chǔ)。從觀察生活與實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象入手，使學(xué)生知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，歸納認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本、最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)，體會(huì)建立理想模型的科學(xué)研究方法。通過(guò)設(shè)置情境，使學(xué)生感受圓周運(yùn)動(dòng)快慢不同的情況，認(rèn)識(shí)到需要引入描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，再通過(guò)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的類比和多媒體動(dòng)畫的輔助，學(xué)習(xí)線速度與角速度的概念。通過(guò)小組討論

2、、實(shí)驗(yàn)探究、相互交流等方式，創(chuàng)設(shè)平臺(tái)，讓學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，對(duì)幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行討論分析，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的情感，學(xué)會(huì)合作與交流，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)品質(zhì)。 通過(guò)生活實(shí)例，認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)在生活中是普遍存在的，學(xué)習(xí)和研究圓周運(yùn)動(dòng)是非常必要和十分重要的，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。（2）知道圓周運(yùn)動(dòng)；理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（3）理解線速度和角速度。（4）會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中計(jì)算線速度和角速度的大小并判斷線速度的方向。2、過(guò)程與方法（1）通過(guò)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念的形成過(guò)程，認(rèn)識(shí)建立理想模型的物理方法。（2）通過(guò)學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義和線速度、角速度的定義，認(rèn)識(shí)類比方

3、法的運(yùn)用。3、態(tài)度、情感與價(jià)值觀（1）從生活實(shí)例認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的普遍性和研究圓周運(yùn)動(dòng)的必要性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。（2）通過(guò)共同探討、相互交流的學(xué)習(xí)過(guò)程，懂得合作、交流對(duì)于學(xué)習(xí)的重要作用，在活動(dòng)中樂(lè)于與人合作，尊重同學(xué)的見(jiàn)解，善于與人交流。三、教學(xué)重點(diǎn) 難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念。（2）用線速度、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。難點(diǎn)：理解線速度方向是圓弧上各點(diǎn)的切線方向。四、教學(xué)資源1、器材：壁掛式鐘，回力玩具小車，邊緣帶孔的旋轉(zhuǎn)圓盤，玻璃板，建筑用黃沙，乒乓球，斜面，刻度尺，帶有細(xì)繩連接的小球。2、課件：flash課件 演示同樣時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；演示同樣時(shí)間內(nèi)，

4、兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3、錄像：三環(huán)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)包括物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、線速度與角速度三部分內(nèi)容。本設(shè)計(jì)的基本思路是：以錄像和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)分析得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件；通過(guò)觀察對(duì)比歸納出勻速圓周的特征；以情景激疑認(rèn)識(shí)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的不同描述，引入線速度與角速度概念；通過(guò)討論、釋疑、活動(dòng)、交流等方式，鞏固所學(xué)知識(shí)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念和線速度、角速度概念。方法是：通過(guò)對(duì)鐘表指針和過(guò)山車兩類圓周運(yùn)動(dòng)的觀察對(duì)比，歸納出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征；設(shè)置地月對(duì)話的情景，引入對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述

5、；再通過(guò)多媒體動(dòng)畫輔助，并與勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和線速度、角速度的概念。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：線速度的方向。方法是：通過(guò)觀察做圓周運(yùn)動(dòng)的小球沿切線飛出，以及由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布這兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，直觀顯示得出。 本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以視頻、實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫為線索，注重刺激學(xué)生的感官，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)和感受，化抽象思維為形象思維，概念和規(guī)律的教學(xué)體現(xiàn)“建?！薄ⅰ邦惐取钡任锢矸椒?，學(xué)生的活動(dòng)以討論、交流、實(shí)驗(yàn)探究為主，涉及的問(wèn)題聯(lián)系生活實(shí)際，貼近學(xué)生生活，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)習(xí)價(jià)值和意義的感悟。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。六、教學(xué)流程1、教學(xué)流程圖情景III演示、動(dòng)畫角速度活動(dòng)討論、實(shí)驗(yàn)

6、交流、小結(jié)情景I錄像、演示設(shè)問(wèn)1物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件情景II觀察、對(duì)比設(shè)問(wèn)2勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) 2、流程圖說(shuō)明情境I 錄像，演示，設(shè)問(wèn)1播放錄像：三環(huán)過(guò)山車，讓學(xué)生看到物體的運(yùn)動(dòng)有直線和曲線。演示：讓學(xué)生向正在做直線運(yùn)動(dòng)的乒乓球用力吹氣，體驗(yàn)球在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)。設(shè)問(wèn)1：物體在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)？情境II 觀察、對(duì)比，設(shè)問(wèn)2觀察、對(duì)比鐘表指針和過(guò)山車這兩類圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)問(wèn)2：以上兩類圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同？鐘表指針?biāo)龅膱A周運(yùn)動(dòng)有什么共同特征？建立勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念。情境III 演示，動(dòng)畫情景：月、地快慢之爭(zhēng)。多媒體動(dòng)畫 ：演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速

7、圓周運(yùn)動(dòng)，比較得出線速度表達(dá)式。演示1：用細(xì)繩捆著小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，突然松開(kāi)繩的一端，看到小球沿著圓弧切線方向運(yùn)動(dòng)。演示2：通過(guò)實(shí)物投影演示旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布，顯示線速度的方向。情景：變換教室內(nèi)電風(fēng)扇的變速檔，看到圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的不同情況，引入角速度概念。多媒體動(dòng)畫 ：演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，比較得出角速度表達(dá)式。活動(dòng) 討論、實(shí)驗(yàn)、交流、小結(jié)。識(shí)別：請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)生活中有哪些圓周運(yùn)動(dòng)可以看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。了解學(xué)生對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解以及是否具有建模能力。觀察分析：磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動(dòng)設(shè)備中，兩輪軸邊緣各點(diǎn)的線速度有

8、何關(guān)系。了解對(duì)線速度概念的理解情況。算一算：計(jì)算壁掛鐘的時(shí)針、分針、秒針針尖的線速度大小和它們角速度的倍數(shù)關(guān)系。了解能否通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲取有用數(shù)據(jù)，靈活運(yùn)用線速度的公式和角速度公式解決實(shí)際問(wèn)題。小實(shí)驗(yàn)：提供回力玩具小車，玻璃板，建筑用黃沙，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察說(shuō)明汽車車輪的擋泥板應(yīng)安裝在什么位置合適，了解對(duì)線速度方向的掌握情況。釋疑：評(píng)判地球與月亮之爭(zhēng)。小結(jié)：幻燈片小結(jié)。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)：第一環(huán)節(jié)，通過(guò)播放錄像和演示，歸納物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。第二環(huán)節(jié)，通過(guò)觀察對(duì)比，建立理想模型，歸納勻速圓周運(yùn)動(dòng)特征，類比勻速直線運(yùn)動(dòng)得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念。第三環(huán)節(jié)，以情景激疑引入用線

9、速度、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng)，借助多媒體動(dòng)畫，類比勻速直線運(yùn)動(dòng)得出線速度、角速度定義和公式。第四環(huán)節(jié)，以學(xué)生活動(dòng)為中心，針對(duì)幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題開(kāi)展討論、探究、交流，深化對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解和應(yīng)用。七、教案示例第一環(huán)節(jié) 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 創(chuàng)設(shè)情景 播放錄像：森林公園三環(huán)過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)。提出問(wèn)題 1、請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)過(guò)山車都做了哪些不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)? （勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等）2、什么條件下物體將做曲線運(yùn)動(dòng)？演 示 讓乒乓球從斜面上滾下到達(dá)水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)一個(gè)同學(xué)向著與球運(yùn)動(dòng)不一致的方向用力吹球，觀察球的運(yùn)動(dòng)軌跡有何變化？結(jié) 論 當(dāng)物體受到的合力與速度方向不在一

10、條直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。引 言 運(yùn)動(dòng)軌跡是圓的曲線運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)，下面我們就從圓周運(yùn)動(dòng)開(kāi)始學(xué)習(xí)如何對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。第二環(huán)節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念 觀察討論 鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動(dòng)有什么共同的特征？它們與過(guò)山車的圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同？（鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動(dòng)，它們的共同特征是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的，而過(guò)山車的圓周運(yùn)動(dòng)列車的速度大小是不斷變化的）提出問(wèn)題 怎樣給勻速圓周運(yùn)動(dòng)下定義呢？（引導(dǎo)學(xué)生類比勻速直線運(yùn)動(dòng)定義勻速圓周運(yùn)動(dòng)）結(jié) 論 質(zhì)點(diǎn)在任何相同時(shí)間內(nèi)，所通過(guò)的弧長(zhǎng)都相等的圓周運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)，它是一種理想化的物理模型。引 言 我們?nèi)绾螌?duì)

11、圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究呢？第三環(huán)節(jié) 線速度、角速度概念 創(chuàng)設(shè)情景 地、月快慢之爭(zhēng)地球：我繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1秒走29.79千米，你繞我1秒才走1.02千米，你太慢了！月亮：你一年才繞一圈，我28天就繞一圈，你才慢呢！提出問(wèn)題 怎樣定義描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量？（引導(dǎo)學(xué)生與勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度類比）多媒體動(dòng)畫 ：演示同樣時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；結(jié) 論 線速度定義：質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的圓弧長(zhǎng)度s與所用時(shí)間t的比值，叫做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。公式： 單位：m/s（米/秒） 問(wèn) 題 速度是矢量，圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向是怎樣的？演 示 1、用一端連有細(xì)線的小球，將線的一端套在釘子上，釘子豎直立在桌面上，給球初速

12、讓球在水平桌面上做圓周運(yùn)動(dòng)，突然向上抽出釘子，看到球沿圓周的切線方向運(yùn)動(dòng)；2、通過(guò)投影儀觀察旋轉(zhuǎn)圓盤邊緣紅墨水飛出的情景以及落在紙面上的徑跡分布；旋轉(zhuǎn)后飛出的紅墨水落在紙上的徑跡可旋轉(zhuǎn)圓盤(邊緣有小孔)可看到墨水的徑跡沿圓周邊緣的切線方向飛出結(jié) 論 線速度方向：沿圓弧的切線方向 線速度表示圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，它是矢量；圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向是不斷改變的，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”是“勻速率”的意思。 情 景 打開(kāi)教室內(nèi)的電風(fēng)扇，變換不同的檔觀察它轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。（引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)要引入與線速度不同的、描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量）問(wèn) 題 怎樣描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢？多媒體動(dòng)畫

13、：演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 結(jié) 論 角速度定義：質(zhì)點(diǎn)所在半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度與所用時(shí)間t的比值，叫做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。公式： 單位：rad/s（弧度/秒） 第四環(huán)節(jié) 學(xué)生活動(dòng) （以小組為單位）1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本、最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)，它是一個(gè)理想化的物理模型，請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)生活中有哪些圓周運(yùn)動(dòng)可以看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？2、觀察分析磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動(dòng)設(shè)備中，兩輪軸邊緣各點(diǎn)的線速度有何關(guān)系？ 3、提供壁掛式鐘，刻度尺，請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)測(cè)量算一算時(shí)針、分針、秒針針尖的線速度大小并交流計(jì)算的方法；根據(jù)鐘表各指針的行走特點(diǎn)，找出它們角速度的倍數(shù)關(guān)系 。4、提供回力玩具小車，玻璃板、建筑黃沙，