5.4圆周运动

第五章第四节圆周运动【教材分析】本节课从运动学的角度来研究匀速圆周运动，围绕着如何描述匀速圆周运动的快慢展开，要求理清各个物理量的相互关系，并能在具体的问题中加以应用.线速度、角速度和周期都是用来描述质点做匀速圆周运动快慢的物理量，用线速度比较质点做匀速圆周运动的快慢时,质点运动的圆周半径必须是相同的，用周期和角速度描述匀速圆周运动的快慢程度时，则不必考虑圆周的半径.在教学时应指明，我们可根据研究问题的方便，选用不同的描述方法【学情分析】思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，有利于学生素质的培养。

【教学目标】知识与技能1、知道什么是圆周运动及匀速圆周运动。

2、理解什么是线速度、角速度。

3、理解线速度、角速度和周期之间的关系。

4、能够用匀速圆周运动的有关公式分析和计算有关问题。

过程与方法运用极限法理解线速度的瞬时性，掌握如何运用圆周运动的特点去分析有关问题。

体会有了线速度以后为什么还要引入角速度，运用数学知识推导角速度的单位。

情感态度价值观通过极限思想和数学知识的运用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。

【教学重点】理解线速度、角速度及它们之间的关系。

【教学难点】理解匀速圆周运动是变加速运动。

【教学方法】探究、讲授、讨论、练习【教学用具】投影仪等多媒体教学设备【课时安排】1课时【教学过程】一、新课导入师：先请同学观看两个物体所做的曲线运动，并请注意观察它们的运动特点：第一个：老师用事先准备好的用细线拴住的小球，演示水平面内的圆周运动；第二个：课件展示同学们熟悉的手表指针的走动．学生可能答：它们的轨迹是一个圆．师：对，这就是我们今天要研究的圆周运动．点评：此过程的方法特点是充分调动学生的感性认识，借助于实验和多媒体课件等直观手段，激发学生的学习兴趣．新课教学继续请学生举一些生产和生活中物体做四周运动的实例(把物理学与学生的生活实践联系起来)学生纷纷举例，选出代表发言．生1：行驶中的汽车轮子．生2：公园里的“大转轮”．生3：自行车上的各个转动部分．师：刚才同学们列举了很多例子，都说得很好．日常生活和生产实践中做圆周运动的物体可以说是“举不胜举”．同学们所列举的这些做圆周运动物体上的质点，哪些运动得较慢?哪些运动得更快?我们应该如何比较它们运动的快慢呢?下面就请同学们对自行车上的各个转动部分，围绕课本第44页“思考与讨论”中提出的问题，前后每四人一组进行讨论．[交流与讨论]开始讨论时，学生之间有激烈的争论，各人考虑的出发点不一样，思考的角度不同．有人认为小齿轮、后轮上各点运动的快慢一样，因为它们是一起转动的；有人认为大齿轮、小齿轮各点运动的快慢一样，因为它们是用链条连在一起转动的，等等．这时需要老师的引导．师：你衡量快慢的标准是什么?你从哪个角度去进行比较的?这时学生好像明白了什么．老师听取学生的发育，针对学生的不同意见，从思考的角度出发，通过与直线运动快慢描述的对比，引导学生过渡到对描述圆周运动快慢的物理量——线速度的学习上来．点评：让学生最大限度地发表自己的见解，教师不必急于纠正学生回答中可能出现的错误，要给学生创造发表见解的机会，创设问题情境，拓宽思考问题的空间，保护学生的学习积极性．二、线速度师：我们曾经用速度这个概念来描述物体做直线运动时的快慢，那么我们能否继续用这个概念来描述圆周运动的快慢呢?如果能，该怎样定义?下面就请同学们自主学习课本第45页上有关线速度的内容：给出阅读提纲，学生先归纳，然后师生互动加深学习．(出示课件)阅读提纲(1)线速度的物理意义，(2)线速度的定义(和直线运动中速度定义的比较)；(3)线速度的定义式；(4)线速度的瞬时性；(5)线逮度的方向；(6)匀逮圆周运动的‘匀速”同’匀速直线运动’的‘匀遵”一样吗?学生在老师的指导下，自主阅读，积极思考，然后每四人一组进行讨论、交流，形成共识．生：线速度的物理意义反映了质点在单位时间内通过的弧长的多少．生：线速度是利用物体通过的弧长与所用时间的比值来定义的．生：线速度也是矢量，其运动过程中方向在不断变化着，因此要注意其瞬时性．生：匀速圆周运动的“匀速”，不是真正的匀速，而是指速度的大小不变……老师展示知识点并点评、总结：(1)物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢．(2)定义：质点做圆周运动通过的弧长△s和所用时间△t的比值叫做线速度．(比值定义法)(这里是弧长，而直线运动中是位移)(3)大小：v=△l/△t单位：m/s(s是弧长．非位移)．(4)当选取的时间△t很小很小时(趋近零)．弧长△s就等于物体在t时刻的位移，定义式中的v，就是直线运动中学过的瞬时速度了． (5)方向；在圆周各点的切线上．(6)“匀逮圆周运动”中的“匀速”指的是速度的大小不变，即速率不变：而“匀速直线运动”的“匀速”指的速度不变．是大小方向都不变，二者并不相同．结论：匀速圆周运动是一种变速运动．注意点：学生讨论中教师要因势利导，做增强学生思维的“催化剂”．三、角速度教师出示课件展示手表指针的转动，提出问题：(1)根据线速度的定义，请你比较手表指针中点和端点线速度的大小．(2)同一根指针上不同的点，其线速度大小却不一样，而它们是应该有共同点的．因此这就需要我们去思考：描述圆周运动的快慢，除了用线速度外，还有没有其他方法?给出阅读提纲，学生先归纳，然后师生互动加深学习．(出示课件)阅读提纲(1)角速度的物理意义；(2)角速度的定义；(3)角速度的定义式．点评：要让学生体会一个新的物理量的引入，不是凭科学家的想象，而是研究问题的实际需要．生：角速度能把同一物体上各点做圆周运动的共同点反映出来．生：角速度大反映了物体转动的快慢……教师投影知识点并点评、总结：(1)物理意义：描述质点转过的圆心角的快慢．(2)定义：在匀速圆周运动中．连接运动质点和圆心的半径转过△θ的角度跟所用时间△t的比值，就是质点运动的角速度．(3)定义式：ω＝△θ/△t．四、角速度的单位师：每接触一个新的物理量．我们都要关心它的物理单位是什么．那么线建度的单位是米／秒，角速度的单位又是什么呢?下面就请同学们自主学习课本第46页上有关角速度的内容．课件投影出阅读提纲：(1)怎样度量圆心角的大小?弧度这个单位是如何得到的?在计算时要注童什么?(2)国际单位制中，角速度的单位是什么?(3)有人说，匀速圆周运动是线速度不变的运动，也是角速度不变的运动，这两种说法正确吗?为什么?学生在老师的指导下．自主阅读，积极思考，然后每四人一组进行讨论，交流，形成共识．课堂小结：(1)圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述，这个比值是没有单位的，为了描述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就是弧度．弧度不是通常煮义上的单位．计算时，不能将弧度带进算式中．(2)国际单位制中，角速度的单位是弧度／秒(rad／s)．(3)这一句话是错误的，因为线速度是矢量．其方向在不断变化，匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，后一句话是正确的，因为角速度是不变的(如果有学生提出角速度是矢量吗?教师可明确说是矢量，但高中阶段不研究其方向，而不能违背科学说角速度是标量)．点评，教师明确告诉学生角速度是矢量．但高中阶段不研究其方向，让学生体会学习是无止境的．师：教材中还提到了描述圆周运动快慢的两种方法，它们是什么?单位如何?下面请同学们阅读教材第46页的有关内容，掌握转速和周期的概念．五、线速度与角速度的关系师：线速度和角速度都能描述圆周运动的快慢，它们之间有何关系呢?下面请同学们依据刚学过的线速度和角速度的概念和定义，推导出线速度和角速度的关系v=rω．点评：通过推导，加深对所学知识的理解，掌握知识间的联系．到此，教师还需引导学生进一步思考；以上都能描述圆周运动快慢的线速度、角速度、转速和周期，除了有以上的联系外，还有没有不同的地方?如果学生通过讨论发现周期这一概念更能突显出圆周运动的周期性和重复性，将使学生对圆周运动有进一步的认识．例题分析先下一页课堂小结师：请同学们在笔记本上根据前面的共同研究和自己的理解概括总结本节课的内容．[交流与讨论]将一同学的小结投影出来，请其他同学评价小结内容。

师：请同学们认真总结概括本节内容，比较投影出的小结和自己的小结优、缺点，看谁的更好，好在什么地方，并把自己的体会写下来．点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力．教师要放开，让学生自己总结所学内容．允许内容的顺序不同和从不同的角度去总结，从而构建他们自己的知识框架．六、课堂练习例1：分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？分析得到：主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。

例2：分析下列情况下，轮上各点的角速度有什么关系？分析得到：同一轮上各点的角速度相同。

师生讨论：七、课堂总结匀速圆周运动实质是匀速率圆周运动，它是一种变速运动。

描述匀速圆周运动快慢的物理量：线速度：v=s/t角速度：ω=φ/t周期与频率：f=1/T相互关系：v=2πr/T ω=2π/T v=rω八、板书设计5．4 圆周运动一、描述匀速圆周运动的有关物理量1．线速度(1)定义：做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值(2)公式：v=△l/△t单位：m/s(s是弧长．非位移)(3)物理意义：2．角速度(1)定义：做圆周运动的物体的半径扫过的角度与所用时间的比值(2)公式：ω＝△θ/△t．(3)单位：rad／s(4)物理意义：3．转速和周期二、线速度，角速度、周期间的关系v=rω=2πr／T ω=2π／T九、布置作业完成教材第47页“问题与练习”中的l～5题．教学反思思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。