高中物理教員證教學(xué)案-勻速圓周運(yùn)動(dòng)

...wd......wd......wd...第一節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)【學(xué)生情況分析】本節(jié)內(nèi)容是繼學(xué)生學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)后，又一種變速曲線運(yùn)動(dòng).在曲線運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是曲線在這一點(diǎn)的切線方向，并知道曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng).此前，學(xué)生也已經(jīng)掌握了直線運(yùn)動(dòng)及其快慢描述方法.這些知識(shí)都為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)奠定了根基.此外，高一學(xué)生已具備一定觀察能力和經(jīng)歷抽象思維能力，并對(duì)未知新事物有較強(qiáng)的探究欲望.【教學(xué)內(nèi)容分析】“勻速圓周運(yùn)動(dòng)〞選自高中粵教版教材?物理必修2?第二章第1節(jié)，對(duì)于本節(jié)的內(nèi)容.自然界和日常生活中運(yùn)動(dòng)軌跡為圓周的許多事物為學(xué)生的認(rèn)知奠定了感性根基.本節(jié)課主要是幫助學(xué)生在原有的感性根基上建設(shè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)概念，理清各個(gè)物理量的關(guān)系.為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)向心力、向心加速度、萬有引力、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及高三復(fù)習(xí)中解決圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問題打下良好的根基.此外，勻速圓周運(yùn)動(dòng)與我們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)、科學(xué)研究有著密切的聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)這局部有重要的意義.【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能：1、了解物體做圓周運(yùn)動(dòng)的特征.2、理解線速度、角速度和周期的概念，知道它們是描述物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，會(huì)用它們的公式進(jìn)展計(jì)算.3、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系：v=二、過程與方法：1、聯(lián)系學(xué)生日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，找出共同特征.2、聯(lián)系各種日常生活中常見的現(xiàn)象，通過對(duì)教材P28的“觀察與思考〞，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法，進(jìn)而引出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量：線速度大小，角速度大小，周期T、轉(zhuǎn)速n等.3、探究線速度、角速度與周期之間的關(guān)系。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)、及探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生相互交流、相互合作、自我學(xué)習(xí)的能力.2、通過親身感悟，使學(xué)生獲得對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量〔線速度、角速度、周期等〕以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識(shí).【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】重點(diǎn)：1、理解線速度、角速度和周期.2、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng).3、線速度、角速度及周期之間的關(guān)系.難點(diǎn)：1、對(duì)角速度概念的理解.2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解.【教學(xué)方法】教學(xué)方法：談話法：幫助學(xué)生建設(shè)概念。講授法：分析總結(jié).教學(xué)媒體設(shè)計(jì)：圖片、動(dòng)畫學(xué)法指導(dǎo)：1〕聯(lián)系新舊知識(shí)2〕觀察、思考〔學(xué)生為主體〕3〕聯(lián)系生活〔學(xué)以致用〕【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】1、引入新課聯(lián)系新舊知識(shí)、創(chuàng)設(shè)情景：上一章節(jié)我們學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，學(xué)習(xí)了豎直上拋、下拋、平拋和斜拋運(yùn)動(dòng)?！部蓪⒁环酃P頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出，觀察運(yùn)動(dòng)軌跡〕復(fù)習(xí)提問：粉筆頭做直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么啟發(fā)學(xué)生答復(fù)：速度方向與合外力的方向在同一條直線上，物體做直線運(yùn)動(dòng)；不在同一直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步提問：在曲線運(yùn)動(dòng)中，有一種特殊的運(yùn)動(dòng)形式，物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一個(gè)圓周或一段圓弧，稱為圓周運(yùn)動(dòng)?！睵PT顯示日常的圓周運(yùn)動(dòng)〕在日常生活中你還見過或經(jīng)歷過哪些圓周運(yùn)動(dòng)你對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有什么認(rèn)識(shí)(學(xué)生舉例教師補(bǔ)充)電扇、風(fēng)車等轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上面各個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是圓……大到宇宙天體如月球繞地球的運(yùn)動(dòng)，小到微觀世界電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)，都可看作圓周運(yùn)動(dòng)，它是一種常見的運(yùn)動(dòng)形式。今天我們就來學(xué)習(xí)這一方面的內(nèi)容。思考：什么樣的圓周運(yùn)動(dòng)最簡(jiǎn)單引導(dǎo)學(xué)生答復(fù)：物體運(yùn)動(dòng)快慢不變。進(jìn)入第一節(jié)課最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng).PPT講解歸納勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念教師歸納：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果相等的時(shí)間里通過的圓弧長(zhǎng)度相等，這樣的運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng).〔以上這樣設(shè)計(jì)的意圖是取材源于學(xué)生的日常生活現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力〕學(xué)生閱讀課本P28的“觀察與思考〞，思考其提出的三個(gè)問題(學(xué)生自由發(fā)言)教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納：?jiǎn)栴}1：自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)車輪上某一點(diǎn)，經(jīng)一段時(shí)間t后，在圓周軌道上位置確實(shí)定方法：〔1〕這一點(diǎn)經(jīng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)的軌跡，即路程；〔2〕由起始位置指向末了位置的有向線段，即位移；〔3〕由該點(diǎn)的半徑在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度φ。問題2：該點(diǎn)在圓周軌道上運(yùn)動(dòng)快慢的判斷〔定性〕，可用單位時(shí)間內(nèi)通過的圓弧的長(zhǎng)度來判斷；也可用連接該點(diǎn)的半徑在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度來判斷；也可數(shù)一下一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)；也可用轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用的時(shí)間來判斷。問題3：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)區(qū)別直線運(yùn)動(dòng)最顯著的特征，即重復(fù)性或者說周期性。指出：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)更為復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，有不同于直線運(yùn)動(dòng)的一些新的特點(diǎn)，需要引入一些新的物理量?！渤浞肿寣W(xué)生討論交流，培養(yǎng)學(xué)生相互合作、相互探討的精神，同時(shí)也讓學(xué)生自我學(xué)習(xí)，對(duì)圓周勻速運(yùn)動(dòng)大概的基本認(rèn)識(shí)。這也可為后面引出新的物理量做鋪墊〕通過兩個(gè)物理的圓周運(yùn)動(dòng)引出后面的幾個(gè)新的物理量：1〕線速度：物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。定義：質(zhì)點(diǎn)通過的弧長(zhǎng)s跟通過這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間t的比值。大小：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小處處相等思考：在曲線運(yùn)動(dòng)中，速度的方向是怎樣確定的圓周運(yùn)動(dòng)作為一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度方向又是怎樣的呢方向：線速度的方向在圓周該點(diǎn)的切線上。思考：在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，速度的大小和方向都不變，所以勻速直線運(yùn)動(dòng)是速度不變的運(yùn)動(dòng)。勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度不變的運(yùn)動(dòng)嗎引導(dǎo)學(xué)生答復(fù)：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的大小不變，方向時(shí)刻在變化，勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是速度不變的運(yùn)動(dòng)。勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)。勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速〞是指速度的大小〔速率〕不變，應(yīng)該理解成“勻速率〞。2〕角速度物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。定義：質(zhì)點(diǎn)所在半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時(shí)間t的比值。大?。?jiǎn)挝唬簉ad/s〔讓學(xué)生對(duì)弧度制、角度制之間的關(guān)系進(jìn)展推導(dǎo)〕勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的圓周運(yùn)動(dòng)3)周期、轉(zhuǎn)速和頻率周期：物理意義：描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間，用符號(hào)T表示。單位：S如：地球公轉(zhuǎn)周期約365天，鐘表秒針周期60s等，周期長(zhǎng)，表示運(yùn)動(dòng)慢。轉(zhuǎn)速〔同時(shí)介紹頻率)：物理意義：描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，用符號(hào)n表示。單位：r/s或r/min4〕線速度、角速度、周期之間的關(guān)系〔公式推導(dǎo)法〕既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，那么他們之間有什么樣的關(guān)系呢線速度與周期關(guān)系：由得〔做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在一個(gè)周期內(nèi)通過的弧長(zhǎng)為?！辰撬俣扰c周期關(guān)系：由得〔做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在一個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為。〕線速度與角速度關(guān)系：〔學(xué)生上黑板演示過程，這里要讓學(xué)生從兩個(gè)方面去理解：一個(gè)是從數(shù)學(xué)知識(shí)去理解，從學(xué)生已有的數(shù)學(xué)知識(shí)能不能推出線速度與角速度的關(guān)系。另外這里要提醒學(xué)生要從線速度，角速度的定義去思考。線速度的定義：弧長(zhǎng)與時(shí)間的比值；角速度的定義：角度與時(shí)間的比值。我們把它放大到一個(gè)周期，在一個(gè)周期內(nèi)，物體轉(zhuǎn)了一圈，弧長(zhǎng)是，轉(zhuǎn)過的弧度就是，這樣讓學(xué)生從定義出發(fā)去理解線速度與角速度，周期，轉(zhuǎn)速，頻率之間的關(guān)系，更加能加深學(xué)生對(duì)這些概念的理解〕引導(dǎo)學(xué)生討論得出：1〕當(dāng)v一定時(shí)，與r成反比2〕當(dāng)一定時(shí)及v與r成正比3〕當(dāng)r一定時(shí)，v與成正比考慮到轉(zhuǎn)速那么有：5〕進(jìn)展教學(xué)練習(xí)某鐘表上秒針、分針的長(zhǎng)度比為d1：d2＝1：2，求：秒針、分針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比是__60:1__；秒針、分針尖端的線速度之比是__30:1__。鐘表里的時(shí)針、分針、秒針的角速度之比為_1:12:720__；假設(shè)秒針長(zhǎng)0.2m，那么它的針尖的線速度是_π/150_。自行車車輪每分鐘轉(zhuǎn)120周,車輪半徑為35cm,那么自行車前進(jìn)的速度多大?1.4πm/s一電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1440r/min,那么可知轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),周期為_1/24___s,角速度__24π_rad/s。6〕應(yīng)用與提高——常見傳動(dòng)裝置皮帶傳動(dòng)：輪與皮帶之間不打滑，輪邊緣和皮帶上各點(diǎn)線速度相等，同一輪上各點(diǎn)的角速度相等。齒輪傳動(dòng)：接觸點(diǎn)處線速度大小、方向都一樣，輪緣上各點(diǎn)線速度大小相等，同一輪上各點(diǎn)的角速度相等。3、小結(jié)〔根據(jù)板書小結(jié)〕4、課后作業(yè)1〕課外探究活動(dòng):為什么變速自行車能夠變速?2〕課內(nèi)作業(yè)：P32頁(yè)練習(xí)1、2、3、4題【問題和討論】1〕討論與交流：〔課本P28〕引導(dǎo)學(xué)生舉出盡可能多的日常生活中圓周運(yùn)動(dòng)的例子，以豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生概括出質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征。2〕觀察與思考〔課本P28〕通過所提的三個(gè)問題使學(xué)生認(rèn)識(shí)到前面所學(xué)習(xí)的描述直線運(yùn)動(dòng)的物理量也可用于描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)更為復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，有不同于直線運(yùn)動(dòng)的一些新的特點(diǎn)，需要引入一些新的物理量。3