圆周运动教学设计

《圆周运动》教学设计

【教材分析】

本节选自人教版高中物理必修2，第五章第4节，是建立在

学习了曲线运动及其性质的基础之上的一种特殊的曲线运动。同

时在本节课中引入的线速度、角速度、转速和周期的概念，这些

概念的学习是本章的重点，也是后面几节向心加速度、向心力学

习的基础。

本节课的概念比较多，内容相对其它节而言比较单调，应通过举一些实例引起学生注意力，启发学生思考、总结，认识现象从而理解概念。

【学情分析】

学生在前面的学习过程中已掌握了有关曲线运动的相关知识，已经具备了一定的知识积累和生活阅历，再加上在数学上对圆的认识，学生已经初步具备了研究圆周运动问题基本能力，就知识本身而言，本节课的知识对学生来讲不是困难。

【教学目标】

1、知识与技能

知道圆周运动的概念

掌握线速度、角速度、转速和周期概念

掌握各物理量之间的关系

2、过程与方法

观察现象总结出圆周运动的概念。通过合理的猜想及推导得出

结论。初步运用极限的思想理解速度的瞬时性。

3、情感态度与价值观

通过描述圆周运动快慢的教学，使学生了解对于同一个问题可

以从不同的侧面进行研究。

通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建

立普遍联系的观点。

【教学重难点】

重点

线速度、角速度、转速和周期概念的理解，及其相互关系

匀速圆周运动的特点

难点

线速度、角速度概念引入的必要性

【教学过程】

（一）新课引入

演示实验：用细线一端系住粉笔，粉笔在竖直片面内绕细线另一端做圆周运动。并把运动轨迹画在黑板上。

总结圆周运动的概念：轨迹是圆的曲线运动成为圆周运动。

提问：列举生活中圆周运动的实例

老师总结：表针上各点的运动；扇叶上各点的运动；地球绕太阳的运动。

（二）新课讲解

创设情境：在新课引入的演示中，在细线上任取A、B两点（A点更

接近圆心）提问A 、B 两点哪点运动的更快呢？

学生回答：B 点比A 点运动的快。因为相同时间B 点运动的弧长较长。 A 点和B 点运动的一样快。因为相同时间A 、B 点转过的角度一样。

（A 点比B 点运动的快。）

教师总结：前两种答案都很有道理，所以这两种答案都是对的。只是从不同的角度描述了圆周运动。把运动的弧长与时间的比值定义为线速度，把转过的角度与时间定义为角速度。

线速度(v)

1. 定义：物体通过的弧长和所用时间的比值。

t

s v ∆∆= 单位：米每秒 m/s

2.物理意义：描述做圆周运动的物体运动的快慢

3.矢量性

回顾：曲线运动中，质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向

结合数学知识得知，线速度的方向沿圆的切线方向，与半径垂直。

因为线速度的方向时刻发生改变，所以圆周运动是变速运动。

4.平均线速度与瞬时线速度

由定义给出的是平均线速度，当运动时间非常非常小的时候得到的是瞬时线速度。

5.匀速圆周运动

消除前概念：讨论：匀速圆周运动的线速度是不变的吗？

学生：因为匀速圆周运动的线速度的方向在不断变化，因此，它是一种变速运动。这里的“匀速”是指线速度的大小不变。

在创设情景中，B 点线速度大于A 点的线速度，νA >νB

角速度（ω）

创设情境：在不同的表盘上，时针或分针的在相等时间内运动的弧长各不相同，即线速度不相等，却可以表示相同的时间，因为转动一周所用时间相同。

（播放皮带传动视频）当皮带传动时，大小两轮子边缘在相同的时间内经过的弧长相同，即线速度大小相同，但是两个轮子，小轮显然转得快些。

总结：仅仅用线速度不能全面的描述圆周运动。所以需要引入角度和时间的比值—角速度。

1. 定义：物体转过的角度和所用时间的比值。

t

∆∆=θω 说明：角速度也是矢量，在高中阶段不研究其方向

2. 物理意义：描述做圆周运动的物体转动的快慢

3. 单位：因为角是弧长和半径的比值即θ=l r ，角度本来没有单位，为了方便给θ一个单位，弧度（rad ）所以角速度的单位是弧度每秒 rad/s.

4.匀速圆周运动

线速度不变，即单位时间内通过的弧长相等，所以转过的角度也相等，因此，匀速圆周运动也是角速度不变的运动。

在创设情境中，A、B两点的角速度相等，ωA>ωB

线速度与角速度的关系

提问：这两种速度都用来描述圆周运动，那么它们之间有没有什么关系呢？请同学们根据线速度和角速度的定义推导

学生思考讨论

教师总结：ν=∆s

∆t

ω=∆θ

∆t

θ=s

r

νω=

∆s

∆t

∆θ

∆t

=∆s

∆θ

=r

ν= ωr

在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积。除了线速度和角速度外，还经常用其他物理量描述圆周运动，比如在技术上常用转速。

转速（n）

定义：物体单位时间内所转过的圈数

单位：转每秒 r/s

周期（T）

定义：做圆周运动的物体，转过一周所用的时间

单位：秒s

（三）课堂小结

提问，先让学生自己总结

总结这节课我们学习了描述圆周运动的物理量，线速度，角速度，转速，周期，复习各个物理量的概念和物理意义

线速度与角速度的关系ν= ωr

（四）作业

复习本节课内容完成“问题与练习”题目2、3、4、5

（五）板书设计