原創(chuàng)教案《魯科版高中物理必修2勻速圓周運(yùn)動快慢的描述》

第1節(jié)勻速圓周運(yùn)動快慢的描述三維目標(biāo)一、知識與技能1.知道什么是勻速圓周運(yùn)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(guān)系.二、過程與方法1.能夠用勻速圓周運(yùn)動的有關(guān)公式分析和解決有關(guān)問題；2.培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力及分析綜合能力；3.滲透科學(xué)方法的教育.三、情感態(tài)度與價(jià)值觀通過描述勻速圓周運(yùn)動快慢的教學(xué)，使學(xué)生了解對于同一個(gè)問題可以從不同的側(cè)面進(jìn)行研究.教學(xué)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；3.線速度、角速度及周期之間的關(guān)系.教學(xué)難點(diǎn)對勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動的理解，各量之間的關(guān)系及其應(yīng)用.教具準(zhǔn)備投影儀、投影片、多媒體、轉(zhuǎn)臺、小傘.課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過程導(dǎo)入新課物體的運(yùn)動軌跡是圓周，這樣的運(yùn)動是很常見的，同學(xué)們能舉幾個(gè)例子嗎？（例：冰上芭蕾運(yùn)動員表演時(shí)在冰上留下一個(gè)個(gè)圓圈；游樂場中坐在空中轉(zhuǎn)椅上的游客都在沿圓周運(yùn)動；轉(zhuǎn)動的電風(fēng)扇上各點(diǎn)的運(yùn)動；地球和各個(gè)行星繞太陽的運(yùn)動等）今天我們就來學(xué)習(xí)最簡單的圓周運(yùn)動——勻速圓周運(yùn)動.推進(jìn)新課一、勻速圓周運(yùn)動1.用多媒體投影一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動，在相等的時(shí)間里通過相等的弧長.2.課件展示定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動，如果在相等的時(shí)間里通過的圓弧長度相同——這種運(yùn)動就叫勻速圓周運(yùn)動.3.舉例：通過放錄像讓學(xué)生感知：一個(gè)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時(shí)，其上各點(diǎn)所做的運(yùn)動，地球和各個(gè)行星繞太陽的運(yùn)動，都認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動.4.實(shí)驗(yàn)：通過調(diào)節(jié)電風(fēng)扇調(diào)速開關(guān)，每次風(fēng)扇都做圓周運(yùn)動，但快慢不同，過渡引入下一問題.二、描述勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量1.線速度物體在相等的時(shí)間里通過的圓弧長相等，如機(jī)械鐘表針尖的運(yùn)動.思考：勻速周圓運(yùn)動的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有周期性.用什么物理量可以描述勻速圓周運(yùn)動的快慢？a：分析：物體在做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，運(yùn)動的時(shí)間t增大幾倍，通過的弧長也增大幾倍，所以對于某一勻速圓周運(yùn)動而言，s與t的比值越大，物體運(yùn)動得越快.b：線速度：物體做勻速圓周運(yùn)動的弧長與時(shí)間的比值.①線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動的瞬時(shí)速度.②線速度是矢量，它既有大小，又有方向.演示：水淋在小傘上，同時(shí)搖動轉(zhuǎn)臺.觀察：水滴沿切線方向飛出.思考：說明什么？【合作探究】飛出的水滴在離開傘的瞬間，由于慣性要保持原來的速度方向，因而表明了切線方向即為此時(shí)刻線速度的方向.線速度的大?。簐線速度m/ss→弧長→mt→時(shí)間→s線速度的方向：在圓周各點(diǎn)的切線方向上.③討論：勻速圓周運(yùn)動的線速度是不變的嗎？結(jié)論：勻速圓周運(yùn)動是一種非勻速運(yùn)動，因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變.2.角速度a：學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容.b：出示閱讀思考題：①角速度是表示____________的物理量.②角速度等于____________和____________的比值.③角速度的單位是____________.c：說明：對某一確定的勻速圓周運(yùn)動而言，角速度ω是恒定的.d：強(qiáng)調(diào)角速度單位的寫法rad/s.3.周期、頻率和轉(zhuǎn)速a：學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容b：出示閱讀思考題：①____________叫周期，____________叫頻率，____________叫轉(zhuǎn)速.②它們分別用什么字母表示？③它們的單位分別是什么？閱讀結(jié)束后，學(xué)生自己復(fù)述上邊思考題.4.線速度、角速度、周期之間的關(guān)系a：過渡：既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量，那么它們之間有什么樣的關(guān)系呢？b：用投影片出示思考題一物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動①它運(yùn)動一周所用的時(shí)間叫____________，用T表示.它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長為____________，由此可知它的線速度為_________.②一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為_________，物體的角速度為_________.c：通過思考題總結(jié)得到：d：討論v=ωr①當(dāng)v一定時(shí)，ω與r成反比；②當(dāng)ω一定時(shí)，v與r成正比；③當(dāng)r一定時(shí)，v與ω成正比.多媒體課件展示：三個(gè)量之間的關(guān)系思考：物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，v、ω、T是否改變？(ω、T不變，v大小不變、方向變)講述：勻速周周運(yùn)動是勻速率圓周運(yùn)動的簡稱，它是一種變速運(yùn)動.三、實(shí)例分析（用投影片出示）【例題剖析1】分析下圖中，A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系？【教師精講】主動輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動從動輪的過程中，皮帶（鏈條）上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等.【例題剖析2】分析下列情況下，輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系？【教師精講】同一輪上各點(diǎn)的角速度相同.【例題剖析3】如下圖所示為皮帶傳動裝置，主動軸O1上有兩個(gè)半徑分別為R和r的輪，O2上的輪半徑為r′，已知R=2r，，設(shè)皮帶不打滑，問:ωA∶ωB＝?ωB∶ωC＝?vA∶vB＝?vA∶vC＝?【教師精講】A、B同軸，故ωA∶ωB＝1∶1因B與C用皮帶傳動，所以vA∶vB＝1∶1vB＝ωBRvC＝ωCr′.【例題剖析4】一汽車發(fā)動機(jī)的曲柄每分鐘轉(zhuǎn)2400周，求：（1）曲柄轉(zhuǎn)動的周期與角速度；（2）距轉(zhuǎn)軸r=m點(diǎn)的線速度.解析：（1）由于曲柄每秒鐘轉(zhuǎn)周，周期T為s；而每轉(zhuǎn)一周為2πrad，因此曲柄轉(zhuǎn)動的角速度ω=rad/s=251rad/s；（2）已知r=m，因此這一點(diǎn)的線速度v=ωr=251×m/s=m/s.由上可知勻速轉(zhuǎn)動物體的角速度與周期之間的關(guān)系是.四、鞏固訓(xùn)練1.做勻速圓周運(yùn)動的物體線速度的___________不變，___________時(shí)刻在變，所以線速度是___________（填“恒量”或“變量”），所以在勻速圓周運(yùn)動中，勻速的含義是___________.2.對于做勻速圓周運(yùn)動的物體，哪些物理量是一定的？3.某電鐘上秒針、分針、時(shí)針的長度比為d1∶d2∶d3＝3∶2∶1，求：（1）秒針、分針、時(shí)針尖端的線速度之比；（2）秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動的角速度之比.4.一個(gè)圓環(huán)，以豎直直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，則環(huán)上M、N兩點(diǎn)的線速度的大小之比vM∶vN＝___________；角速度之比ωM∶ωN＝___________；周期之比TM∶TN＝___________.5.如圖所示，轉(zhuǎn)軸O1上固定有兩個(gè)半徑分別為R和r的輪，用皮帶傳動O2輪，O2的輪半徑是r′，若O1每秒鐘轉(zhuǎn)了5圈，R＝1m，r＝r′＝m，則：（1）大輪轉(zhuǎn)動的角速度ω＝___________rad/s；（）（2）圖中A、C兩點(diǎn)的線速度分別是va＝___________m/s，vc＝___________m/s.參考答案：1.大小方向變量速率不變2.角速度周期3.（1）2160∶24∶1（2）720∶12∶14.∶11∶11∶15.（1）（2）課堂小結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動及描述勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量，要掌握它們的含義及求解公式，弄清它們間的聯(lián)系，為后面的學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備.本章主要掌握：1.勻速圓周運(yùn)動的實(shí)質(zhì)是勻速率圓周運(yùn)動，它是一種變速運(yùn)動.2.描述勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量：線速度：v=s/t角速度：ω=φ/t周期與頻率：f=1/T相互關(guān)系：v=2πr/Tω=2π/Tv=rω布置作業(yè)課本P67作業(yè)4、5、6.板書設(shè)計(jì)1.勻速圓周運(yùn)動（1）勻速圓周運(yùn)動：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動，如果在相等的時(shí)間里通過的圓弧長度相等，這種運(yùn)動就叫勻速圓周運(yùn)動.（2）勻速圓周運(yùn)動是變速曲線運(yùn)動.2.線速度（1）概念：線速度就是物體做勻速圓周運(yùn)動的瞬時(shí)速度.用來描述做勻速圓周運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動快慢和方向.（2）大?。鹤鰟蛩賵A周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)通過的弧長s與所用時(shí)間t的比值，即單位時(shí)間內(nèi)通過的弧長，表示線速度的大小.（量度式）（3）方向：在圓周該點(diǎn)的切線方向上.（4）單位：m/s.3.角速度（1）概念：連接運(yùn)動物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度φ跟所用時(shí)間t的比值，叫做勻速圓周運(yùn)動的角速度.（2）公式：角速度用ω來表示，有（量度式）.（3）單位：在SI制中，角速度的單位是弧度每秒，符號是rad/s.4.周期、頻率和轉(zhuǎn)速（1）周期：做勻速圓周運(yùn)動的物體運(yùn)動一周所用的時(shí)間叫做周期.符號用T表示，單位是s.（2）頻率：單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動的周數(shù)，即周期的倒數(shù)，叫做頻率.符號用f表示，單位是Hz.f=1/T（3）轉(zhuǎn)速：做勻速圓周運(yùn)動的物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速.符號用n表示，單位是r/s、r/min.5.線速度、角速度、周期之間的關(guān)系.活動與探究觀察與測量：請研究一下自行車飛