圓周運(yùn)動教學(xué)設(shè)計

1、圓周運(yùn)動教學(xué)設(shè)計山西省昔陽縣東冶頭中學(xué)校 卜世冬【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識與能力1.知道什么是圓周運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動。2.知道線速度和角速度的物理意義、定義式、矢量性，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。3.掌握線速度、角速度、轉(zhuǎn)速、周期之間的關(guān)系，并.能在具體的情景中應(yīng)用。（二）過程與方法 通過實驗觀察與思考，總結(jié)描述圓周運(yùn)動的方法（三）情感、態(tài)度與價值觀 通過推導(dǎo)得出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式，從多級變速到無級變速的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感知物理知識在生活中的應(yīng)用?！窘虒W(xué)重難點】重點：多角度描述圓周運(yùn)動的快慢；理解描述圓周運(yùn)動各物理量之間的關(guān)系難點：推導(dǎo)自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式，知道多級和無級變速原理?！緦W(xué)情分析】 學(xué)生在

2、知識上已經(jīng)知道比較直線運(yùn)動快慢的方法，曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動及其瞬時速度方向為切線方向；在能力上具有一定的構(gòu)建新知識框架的能力，但需要在教師的引導(dǎo)下從已知的物理現(xiàn)象與規(guī)律遷移到新的現(xiàn)象與規(guī)律。學(xué)生對曲線運(yùn)動的認(rèn)識還比較膚淺，不善于從多方面、多角度研究問題，需要教師的引導(dǎo)?！窘虒W(xué)方法】演示實驗、觀察推理、問題導(dǎo)引、自主合作【教學(xué)過程】一實驗引入：你能讓塑料小球把重物拉起來嗎？問題：小球的軌跡是什么？舉出幾種日常生活中和小球一樣軌跡的例子。二導(dǎo)學(xué)問題：1.展示自行車傳動裝置，如圖2所示。轉(zhuǎn)動腳踏板，通過觀察并討論，比較a、b的快慢，得到什么結(jié)論？觀察并討論b、c的快慢，得到什么結(jié)論？2.線速度的物

3、理意義、定義、公式、單位、矢量性、平均線速度和瞬時線速度？.討論：（1）線速度的定義為什么不說用位移除以時間表示？ （2）本質(zhì)上瞬時線速度與速度一樣嗎？ （3）什么是勻速圓周運(yùn)動？它是勻速運(yùn)動嗎？3角速度的物理意義、定義、公式、單位？討論：（1）線速度與角速度都是描述快慢的，有什么不同？哪一個與直線運(yùn)動中所說的快慢相同？ （2）自行車傳動裝置a、b、c三點中有沒有線速度相同的點和角速度相同的點？4.展示石英鐘表，觀察分針和秒針的針尖，哪個轉(zhuǎn)的快？為什么？ 什么是周期和轉(zhuǎn)速？物理意義、符號、單位？5.依據(jù)定義，推導(dǎo)線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。6.自行車是一種常見的交通工具，其傳動裝置主

4、要由齒輪和鏈條組成，如圖2。（1）假設(shè)腳踏板每2秒轉(zhuǎn)1圈，要知道自行車前進(jìn)的速度有多大，還需要測量哪些量？如何用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)的速度？請同學(xué)們分組合作學(xué)習(xí)。變速自行車如圖3，如何變速？圖3無級變速的原理是什么？7.總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容？三小組代表展示，教師點撥指導(dǎo)1.展示自行車傳動裝置，如圖2所示。轉(zhuǎn)動腳踏板，通過觀察并討論，比較a、b的快慢，得到什么結(jié)論？觀察并討論b、c的快慢，得到什么結(jié)論？學(xué)生可能回答：（1）比較a、b的快慢結(jié)論1.a轉(zhuǎn)一圈b轉(zhuǎn)了很多圈，a快；結(jié)論2.轉(zhuǎn)過360o所用時間b短，b快；結(jié)論3.相同時間內(nèi)卡過的齒數(shù)相同，通過的路程一樣長，a、b一樣快。（2）比較b、c

5、的快慢結(jié)論1.轉(zhuǎn)一圈所用的時間相同，b、c一樣快；結(jié)論2.轉(zhuǎn)過360o所用時間相同，b、c一樣快；結(jié)論3.相同時間內(nèi)通過的路程c長，c快。教師：比較相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度和相同時間內(nèi)通過的弧長，得到的結(jié)論不同？看來圓周運(yùn)動的快慢要比直線運(yùn)動的復(fù)雜，我們可以比較質(zhì)點沿圓周運(yùn)動的快慢，也可以比較質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，從不同的方面可以得到截然不同的結(jié)論。因此，應(yīng)該用不同的速度來描述它的快慢-線速度和角速度。2.線速度的物理意義、定義、公式、單位、矢量性、平均線速度和瞬時線速度？.學(xué)生可能回答：線速度的物理意義：描述做圓周運(yùn)動的質(zhì)點沿圓周運(yùn)動的快慢。定義：質(zhì)點通過的弧長與所用時間的比值。公式：單位：m/

6、s矢量：方向沿圓周的切線方向.平均線速度：一段時間；瞬時線速度：非常短的一段時間討論：（1）線速度的定義為什么不說用位移除以時間表示？學(xué)生可能回答：如圖，做圓周運(yùn)動的兩個質(zhì)點a、b從o點出發(fā)，相同時間內(nèi)分別運(yùn)動到a、b位置，若比較弧長，b快；若比較位移，b快。如果質(zhì)點b運(yùn)動到了位置c，若比較弧長，b快；若比較位移，a快。因此這兩種速度有區(qū)別，用線速度區(qū)分。討論（2）本質(zhì)上瞬時線速度與速度一樣嗎？學(xué)生可能回答：本質(zhì)上一樣。時間越短，弧長越短，在足夠短的時間內(nèi)，圓周運(yùn)動可看成是直線運(yùn)動，弧長等于位移，說明瞬時線速度與速度在本質(zhì)上一致。討論（3）.什么是勻速圓周運(yùn)動？它是勻速運(yùn)動嗎？學(xué)生可能回答：如

7、果物體沿圓周運(yùn)動，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動叫做勻速圓周運(yùn)動。 線速度方向時刻變化，它是變速運(yùn)動，這里的“勻速”是指速率不變。3角速度的物理意義、定義、公式、單位？學(xué)生可能回答：物理意義：描述做圓周運(yùn)動的質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。定義：質(zhì)點轉(zhuǎn)過的角度與所用時間的比值。定義式：單位：弧度每秒 單位符號 rad/s 半徑相同的情況下角度越大，弧長越長。國際上用弧長與半徑的比值來定義角度的大小，單位弧度，符號rad討論：（1）線速度與角速度都是描述快慢的，有什么不同？哪一個與直線運(yùn)動中所說的快慢相同？ 學(xué)生可能回答： 線速度描述做圓周運(yùn)動的質(zhì)點沿圓周運(yùn)動的快慢；角速度描述做圓周運(yùn)動的質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)

8、動的快慢。 線速度與直線運(yùn)動中所說的快慢相同。（2）自行車傳動裝置a、b、c三點中有沒有線速度相同的點和角速度相同的點？學(xué)生可能回答：線速度大小相同的點：a、b，即va=vb；角度的相同的點：b、c，即a=b教師點撥：同軸各點角速度相同；同帶各點線速度大小相同。4.展示石英鐘表，觀察分針和秒針的針尖，哪個轉(zhuǎn)的快？為什么？ 什么是周期和轉(zhuǎn)速？物理意義、符號、單位？學(xué)生可能回答：秒針針尖轉(zhuǎn)的快。因為秒針轉(zhuǎn)一周用秒，分針轉(zhuǎn)一周要用小時。周期：做圓周運(yùn)動的質(zhì)點轉(zhuǎn)一周所用的時間。表示，描述質(zhì)點做圓周運(yùn)動的快慢。轉(zhuǎn)速：做圓周運(yùn)動的質(zhì)點單位時間轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。表示，單位描述質(zhì)點做圓周運(yùn)動的快慢。5.依據(jù)定義，推

9、導(dǎo)線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。學(xué)生可能回答：；6.自行車是一種常見的交通工具，其傳動裝置主要由齒輪和鏈條組成，如圖2。（1）假設(shè)腳踏板每2秒轉(zhuǎn)1圈，要知道自行車前進(jìn)的速度有多大，還需要測量哪些量？如何用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)的速度？請同學(xué)們分組合作學(xué)習(xí)。變速自行車如圖3，如何變速？無級變速的原理是什么？學(xué)生可能回答：（1）（2）要想增大車速，需要增大牙盤齒數(shù)半徑，減小飛輪齒數(shù)半徑。教師播放視頻：無級變速原理三課堂小結(jié)四課堂檢測:1.地球可以看做半徑為6.4103KM的球體，北京的角速度約為40o。位于赤道和北京的兩個物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動的角速度各是多大？線速度各是多大？2.

10、如圖所示為自行車傳動裝置，若a、b、c三點的半徑分別為r1、r2和r3，求三點的線速度之比和角速度之比。五課后作業(yè)（一）基礎(chǔ)鞏固1關(guān)于角速度和線速度，下列說法正確的是( ) A半徑一定，角速度與線速度成反比 B半徑一定，角速度與線速度成正比 C線速度一定，角速度與半徑成正比 D角速度一定，線速度與半徑成反比AQP3060OB2一個質(zhì)點做勻速圓周運(yùn)動時,它在任意相等的時間內(nèi)( )來源:學(xué)。X。A 通過的弧長相等; B 通過的位移相等C轉(zhuǎn)過的角度相等; D 速度的變化相等.3.如圖所示，一個環(huán)繞中心線AB以一定的角速度轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）AP、Q兩點的角速度相同 BP、Q兩點的線速度相同CP

11、、Q兩點的角速度之比為 EQ r(,3) 1 DP、Q兩點的線速度之比為 EQ r(,3) 14.一個大鐘的秒針長20cm,則針尖的線速度是 m/s,分針與秒針從某次重合到下次重合的時間為 S.55如圖所示為某一皮帶傳動裝置.主動輪的半徑為r1,從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑.下列說法正確的是（ ）A.從動輪做順時針轉(zhuǎn)動B.從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動C.從動輪的轉(zhuǎn)速為n D.從動輪的轉(zhuǎn)速為n6如圖所示,為一種“滾輪-平盤無極變速器”的示意圖,它由固定于主動軸上的平盤和可隨從動軸移動的圓柱形滾輪組成由于摩擦的作用,當(dāng)平盤轉(zhuǎn)動時,滾輪就會跟隨轉(zhuǎn)動如果認(rèn)為滾輪不會

12、打滑,那么主動軸轉(zhuǎn)速n1、從動軸轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動軸軸線的距離x之間的關(guān)系是_7在如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在起繞同轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。A、B兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關(guān)系為rA=rC=2 rB，若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比 （二）能力提升8.、如圖所示, 直徑為d的紙制圓筒以角速度繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動（圖示為截面）.從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒.若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時,在圓周上留下a、b兩個彈孔.已知aO和bO夾角為,求子彈的速度.9如圖所示, 半徑為R的水平圓板繞豎直軸做勻速圓周運(yùn)動,當(dāng)半徑OB轉(zhuǎn)到某一方向時,在圓板中心正上方h處以平行于OB方向水平拋出一小球,小球拋出時的速度及圓板轉(zhuǎn)動的角速度為多大時,小球與圓板只碰一次,且相碰點為B?10.如圖所示，豎直圓筒內(nèi)壁光滑，半徑為R，頂部有入口A，在A的正下方h處有出口B.一質(zhì)量為m的小球從入口沿圓筒壁切線方向水平射入圓筒內(nèi)，要使球從出口B處飛出，小球進(jìn)入入口A處的速度v0應(yīng)滿足什么條件？【教學(xué)反思】1.以小游戲引入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。由于本節(jié)課的重點是線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速的概念及引入的過程，掌握它們之間的聯(lián)系。要充分應(yīng)用小實驗以及多媒體，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)