《匀速圆周运动》教学设计

《匀速圆周运动》教学设计

【教学目标】

1、知识与技能

（1）了解物体做圆周运动的特征

（2）理解线速度的概念，知道它是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量。理解描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量还有角速度和周期，会用它们的公式进行计算。 （3）理解线速度、角速度、周期之间的关系：T

r

r v πω2== 2、过程与方法

（1）联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征。 （2）联系各种日常生活中常见的现象，通过课堂演示实验的观察，引导学生归纳、总结描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度大t s v =

、角速度大小t

ϕ

ω=：周期T 、转速n 等。 （3）探究线速度与周期之间的关系T r v π2=，结合T

π

ω2=，导出ωr v = 3、情感、态度与价值观

（1）经历观察、分析总结及探究等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

（2）通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识。

【教学重点】：线速度、角速度、周期的概念以及它们之间的联系。 【教学难点】：理解线速度、角速度物理意义。

【教学方法】：教师启发、引导，学生归纳分析，讨论、交流学习成果。 【教学媒体】：实物、图片、电脑多媒体动画课件等。 【教学设计】：

一、认识圆周运动

1、圆周运动：物体的运动轨迹是圆周，这样的运动叫圆周运动。

2、生活中圆周运动：如钟表指针的运动；转动的电风扇上各点的运动；计算机读写数据时硬盘的盘片，蒸汽机工作时转轮的运动。

图1

图2

图3

图4

【讨论与交流】

★ 同学们还见过或经历过哪些圆周运动？你对圆周运动有什么认识？

如：游乐场里的摩天轮；车轮的转动；月球绕地球的运动；地球及各个行星绕太阳的运动等。

★ 今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动 二、匀速圆周运动

1、用多媒体投影一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。

2、定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧长相等——这种运动就叫匀速圆周运动。

【问题】直线运动可用位移、速度和加速度等物理量来描述，那么，这些物理量可否也用来描述匀速圆周运动呢？

【观察与思考】

★ 请同学们仔细观察自行车车轮转动时车轮上某一点的运动，并思考下列问题： （1）该点在经过一段时间t 后，它在圆周轨道上的位置如何确定？

★ 时间t 内通过的路程；位移；半径转过的角度。 （2）如何判断该点在圆周轨道上的运动快慢？

★ 单位时间内通过的圆弧长度；单位时间内半径转过的角度；单位时间内转动的圈数；转动一周所用的时间等。 （3）根据你的观察，能不能找出匀速圆周运动区别于直线运动的最显著的运动特征？

★ 重复性和周期性。

3、举例：通过放录像让学生感知：一个电风扇转动时，其上各点所做的运动，地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。

4、通过电脑模拟：两个物体都做圆周运动，但快慢不同，过渡引入下一问题。

三、描述匀速圆周运动快慢的物理量 1、线速度

（1）分析：物体做匀速圆周运动时，运动的时间t 增大几倍，通过的圆弧长度也增大几倍，所以对于某一匀速圆周运动而言，s 与t 的比值越大，物体运动得越快。

（2）线速度 ① 线速度的大小t

s

v 。 （s 表示弧长，t 表示时间）

② 线速度是矢量，它既有大小，也有方向（如图6，火星沿砂轮的切线飞出）。

③ 线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

O r

v

图6

图7

图5

④线速度的方向：在圆周各点的切线方向上。（如图7所示）

【讨论与交流】：匀速圆周运动的线速度是不变的吗？

【结论】匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方

向时刻在改变，但线速度的大小是不变的。（如图8，在匀速转动的

皮带传动轮中，轮子边缘各点的线速度大小与皮带传动的速度大小

相等。）

2、角速度

图8 【讨论与交流】

当自行车车轮匀速转动时，自行车同一根辐条上各点的线速度是否相同？自行车每根辐条在相同的时间内转过的角度是否相同？

（1）引导学生阅读课文有关内容

（2）出示阅读思考题

①角速度是表示的物理量。

②角速度等于和的比值，即ω= 。

③角速度的单位是。

【说明】

（1）对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度ω是恒定的，即匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

（2）强调角速度单位的写法rad/s

3、周期、频率和转速

（1）学生阅读课文有关内容

（2）出示阅读思考题

①周期是指；

频率是指；

转速是指；

②它们分别用什么字母表示？

③它们的单位分别是什么？

（3）阅读结束后，请学生回答上边的思考题

4、线速度、角速度、周期之间的关系

【讨论与交流】

线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，它们之间一定存在某种关系，这种关系是什么呢？

设某一物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，用v表示线速度，表示角速度ω，T 表示周期。则：

（1）物体运动一周所用的时间叫，用T表示；物体在周期T内转过的弧

长s= ，则由t

s

v =

，可得物体的线速度v= 。 （2）一个周期T 内转过的角度Φ = ，则由t

ϕ

ω=，可得物体的角速

度ω= ；

（3）线速度v 与角速度ω的关系是； ； 5、讨论ωr v =

（1）当v 一定时，ω与r 成反比； （2）当ω一定时，v 与r 成正比； （3）当r 一定时，v 与ω成正比； 【实践与拓展】：师生共同探讨 1、变速自行车是如何实现变速的？

2、为什么磁带上各点都能以相同的速度经过磁带？ 四、【典型例题】

例1：分析下图中，A 、B 两点的线速度有什么关系？（播放多媒体动画）

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A 、B 、C 三点的角速度有什么关系？（播放动画）

分析得到：同一轮上各点的角速度相同。

五、巩固训练

用电脑进行练习，并且进行激励评价和升级训练 （一）填空

1、做匀速圆周运动的物体线速度的 不变， 时刻在变，所以线速度是 （填恒量或变量），所以匀速圆周运动中，匀速的含义是 。

A

B

A

B

O

A

B C