《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)杭州師范大學(xué)章麗莎【設(shè)計(jì)理念】新課標(biāo)要求學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，開展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生積極的探究欲，望通過交流與合作，經(jīng)歷知識(shí)的獲取過程。現(xiàn)代教育理念要求教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。在教學(xué)中，教師應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)的過程是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過程，所以要用合作探究與交流討論的學(xué)習(xí)方式引導(dǎo)學(xué)生，因此在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際和自身經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生活中圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探討以及圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的比照學(xué)習(xí)，進(jìn)而對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行了解與掌握，理解物理知識(shí)的內(nèi)在價(jià)值，讓學(xué)生全身性的投入到知識(shí)的構(gòu)建中去?！窘滩姆治觥俊秷A周運(yùn)動(dòng)》選自人民教育出版社新課標(biāo)《物理》必修2第五章第五節(jié)。本節(jié)內(nèi)容是繼《曲線運(yùn)動(dòng)》、《質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)》以及《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》之后的對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的加深，也是學(xué)習(xí)《向心加速度》和《向心力》這兩個(gè)知識(shí)的前提，起到了承上啟下的過渡作用，是本章重點(diǎn)。教材通過實(shí)例，先介紹了圓周運(yùn)動(dòng)，接著引入了線速度和角速度的概念及轉(zhuǎn)速、周期、頻率的概念，最后分析了線速度與角速度的關(guān)系。讓學(xué)生理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變，方向時(shí)刻在變?！緦W(xué)情分析】高一的學(xué)生具備一定的邏輯思維和強(qiáng)烈的表現(xiàn)欲望，所以教師要采取鼓勵(lì)機(jī)制，激發(fā)他們的參與意識(shí)，培養(yǎng)他們的合作精神和探究熱情。此階段的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《曲線運(yùn)動(dòng)》、《質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)》以及《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》等知識(shí)點(diǎn)，對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)有了一定的了解，為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做了鋪墊。本節(jié)內(nèi)容主要向?qū)W生介紹圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)根本概念，也為學(xué)生接下來學(xué)習(xí)《向心加速度》和《向心力》這兩個(gè)知識(shí)打下一個(gè)良好的根底。圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)的一種特殊情況，生活中隨處可見，在學(xué)習(xí)過程中，教師通過實(shí)驗(yàn)和列舉實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生思考并理解概念，做到理解和掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)掌握線速度v、角速度ω、周期T和轉(zhuǎn)速n的意義及相互之間的關(guān)系與轉(zhuǎn)換幫助學(xué)生構(gòu)建一個(gè)良好與完整的?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)與技能：〔1〕、通過《曲線運(yùn)動(dòng)》和《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》的復(fù)習(xí)與比擬，學(xué)生知道圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)的一種特殊情況；〔2〕、通過實(shí)際生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的例子，學(xué)生會(huì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的幾種方法，從而理解線速度、角速度、周期和頻率的概念及他們之間的聯(lián)系；〔3〕、學(xué)生通過學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)的模型，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，以及速度大小不變，方向時(shí)刻在變；〔4〕、學(xué)生會(huì)計(jì)算圓周運(yùn)動(dòng)的一些物理量。2、過程與方法：〔1〕、聯(lián)系日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動(dòng)，學(xué)生能找出它們的共同特征，對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)；〔2〕、通過做課堂討論與比擬，學(xué)生能歸納出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法，從而引出描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量：線速度、角速度、周期、頻率等。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：〔1〕、通過觀察分析和總結(jié)等學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生養(yǎng)成能定量描述圓周運(yùn)動(dòng)的各種科學(xué)方法?！?〕、學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)角速度的單位，體會(huì)物理與數(shù)學(xué)學(xué)科之間的聯(lián)系。【教學(xué)重難點(diǎn)】1、重點(diǎn)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度、角速度的概念，以及描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢與描述直線運(yùn)動(dòng)快慢的方法的比擬。2、難點(diǎn)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)的理解。本節(jié)學(xué)習(xí)的一些物理量較為抽象，教學(xué)中應(yīng)聯(lián)系日常生活中的現(xiàn)象，用情景教學(xué)法以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，把抽象的物理量具體形象化，以便學(xué)生可以更好的接受?！窘虒W(xué)方法】1.教法：教法依據(jù)講授法作為一個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)，教師在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中起主導(dǎo)作用，而講授法那么是必不可少的一種教師教授知識(shí)并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的途徑討論法通過討論，學(xué)生的積極性得到提高，課堂氣氛變得活潑。同時(shí)表達(dá)了教育中以學(xué)生為主體的教學(xué)理念情境教學(xué)法本節(jié)學(xué)習(xí)的一些物理量較為抽象，教學(xué)中應(yīng)聯(lián)系日常生活中的現(xiàn)象，用情景教學(xué)法以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，把抽象的物理量具體形象化，以便學(xué)生可以更好的接受。2．學(xué)法：學(xué)法依據(jù)預(yù)習(xí)法初步了解本節(jié)內(nèi)容，可以有效地進(jìn)入新知識(shí)的學(xué)習(xí)，有助于問題思考意識(shí)的養(yǎng)成。合作討論探究法1、學(xué)生列舉生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，找出他們的同特征，以便更好的學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)。2、學(xué)生總結(jié)出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法，從而引出以下一些物理量：線速度、角速度、周期、頻率等的學(xué)習(xí)?！窘虒W(xué)手段】采用多媒體教學(xué)，利用圖片、音樂、視頻等多媒體素材。【教學(xué)策略】1、任務(wù)驅(qū)動(dòng)策略，創(chuàng)設(shè)物理情景，為學(xué)生的活動(dòng)明確目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考【課時(shí)安排】一課時(shí)〔40分鐘〕【課型】概念型新授課【教學(xué)過程】1、創(chuàng)設(shè)情景、引入新課何謂圓周運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)就是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周，這樣的運(yùn)動(dòng)在日常生活中很常見〔1〕引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例學(xué)生通過老師講解，分小組討論后舉例。轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，時(shí)鐘的分針和時(shí)針上的點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)的車輪上的點(diǎn)，地球和各個(gè)行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)等等。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)，都可看做圓周運(yùn)動(dòng)?！?〕引導(dǎo)學(xué)生得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間里通過的圓弧長度相同的這種運(yùn)動(dòng)就叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)?！?〕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、類比探討、建立概念通過圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的類比，引導(dǎo)學(xué)生思考并討論“如何來描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢”這個(gè)任務(wù)，從而引出線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速、頻率和轉(zhuǎn)數(shù)猜測(cè)一比擬物體在一段時(shí)間內(nèi)通過的圓弧的長短猜測(cè)二比擬物體在一段時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度猜測(cè)三比擬物體轉(zhuǎn)過一圈所用時(shí)間猜測(cè)四比擬物體在一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)〔1〕線速度引導(dǎo)學(xué)生討論教材“思考與討論”中的問題，選出同學(xué)發(fā)言。通過聽取學(xué)生的發(fā)言，針對(duì)學(xué)生的不同意見，引導(dǎo)學(xué)生到對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量──線速度的學(xué)習(xí)上來。線速度的物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量，線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。線速度的定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長Δl和所用時(shí)間Δt的比值叫做線速度。線速度的定義式：v=Δs/Δt。單位：m/s〔s是弧長，不是位移〕線速度的瞬時(shí)性：中選取的時(shí)間Δt很小很小時(shí)〔趨近零〕，弧長Δl就等于物體在t時(shí)刻的位移，定義式中的v，就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過的瞬時(shí)速度了。線速度的方向：線速度的方向在圓周各點(diǎn)的切線方向上。注意：“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中的“勻速”指的速度的大小不變，即速率不變；而“勻速直線運(yùn)動(dòng)”的“勻速”指的速度不變是大小方向都不變，二者并不相同。結(jié)論：線速度是矢量，它既有大小，也有方向。勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。〔2〕角速度舉例：皮帶傳動(dòng)時(shí)，大小兩輪子邊緣在相同的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的弧長相同，即線速度大小相同。但是與此同時(shí)，兩輪轉(zhuǎn)過的角度并不相同，小輪轉(zhuǎn)得更快些。引導(dǎo)學(xué)生思考：同一輪子半徑上不同的質(zhì)點(diǎn)，在相同的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同，轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是相同的，但是經(jīng)過的弧長并不相同，離圓心越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)越快，線速度更大些。角速度的物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過的圓心角的快慢。角速度的定義：在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過Δθ的角度跟所用時(shí)間Δt的比值，就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。角速度的大小ω=Δθ/Δt單位是弧度每秒〔rad／s〕〔3〕周期和轉(zhuǎn)速、頻率和轉(zhuǎn)數(shù)。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)間單位：S轉(zhuǎn)速：物理意義：描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢轉(zhuǎn)速定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)單位：r/s或r/min頻率：周期的倒數(shù)叫頻率，表示一秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。頻率越高說明物體轉(zhuǎn)的越快轉(zhuǎn)數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)數(shù)n越大說明物體運(yùn)動(dòng)的越快〔4〕小結(jié)1、周期、頻率與轉(zhuǎn)數(shù)之間的比照與聯(lián)系

周期頻率轉(zhuǎn)數(shù)定義物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間物體在單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)物體在單位時(shí)間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)符號(hào)Tfn單位sHz或s-1r/s或r/min物理意義描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢關(guān)系n=f=1/T3、深化理解、穩(wěn)固提高〔1〕線速度、角速度、周期頻率關(guān)系線速度與周期關(guān)系：由v=s/t得v=2πr/T角速度與周期關(guān)系：由ω=θ/tω=2π/T由上述得：線速度與角速度關(guān)系：v=rω考慮到轉(zhuǎn)速那么有：ω=2πn。V=2πnr〔2〕關(guān)于Ｖ＝ωr的討論：當(dāng)ω一定時(shí)：V與r成正比當(dāng)V一定時(shí)：ω與r成反比當(dāng)r一定時(shí)：V與ω成正比〔3〕圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的比擬勻速直線運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)線速度角速度周期頻率轉(zhuǎn)速4、根底訓(xùn)練、學(xué)以致用課堂練習(xí)〔1〕現(xiàn)有一個(gè)鐘，請(qǐng)問：秒針的周期是多少？頻率是多少？角速度是多少？分針的周期是多少？頻率多少？角速度是多少？時(shí)針的周期是多少？頻率是多少？角速度是多少？〔2〕電風(fēng)扇的半徑是60cm，電風(fēng)扇每分鐘轉(zhuǎn)240轉(zhuǎn)，這電風(fēng)扇葉片端點(diǎn)每秒鐘走過的路程是多少？電風(fēng)扇扇葉中點(diǎn)每秒鐘走過的路程多少？電風(fēng)扇葉片端點(diǎn)的速度大小是多少？典型例題例1、半徑10cm的砂輪，每0．2秒轉(zhuǎn)一周，砂輪旋轉(zhuǎn)的角速度多大？砂輪邊沿一點(diǎn)的速度大小為多少？例2、一把雨傘，圓形傘面的半徑為r，傘面邊緣距地面的高度為h，以角速度ω旋轉(zhuǎn)這把雨傘，問傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圓的半徑R多大？例3、如下圖的傳動(dòng)裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩輪用皮帶傳動(dòng)，三輪半徑關(guān)系是rA＝rC＝2rB．假設(shè)皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比5、布置作業(yè)，課堂小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生回憶，概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容?！?〕圓周運(yùn)動(dòng)就是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周〔2〕線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速、頻率和轉(zhuǎn)數(shù)的物理意義，定義，定義式以及相互之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換〔3〕圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的比擬教材P16問題與練習(xí)1—5【板書設(shè)計(jì)】第五節(jié)：圓周運(yùn)動(dòng)一、曲線運(yùn)動(dòng)物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢1、拋體運(yùn)動(dòng)定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長Δl2、平拋運(yùn)動(dòng)和所用時(shí)間Δt的比值二、圓周運(yùn)動(dòng)定義式：v=ΔL/Δt〔單位m/s〕1、猜測(cè)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法〔四點(diǎn)內(nèi)容〕方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向在2、線速度：圓周各點(diǎn)的切線方向上3、角速度、周期和轉(zhuǎn)速、頻率和轉(zhuǎn)數(shù)?！埠途€速度的分析一樣〕【教學(xué)反思】