2020-2021學(xué)年高中物理 第四章 勻速圓周運動 第1節(jié) 勻速圓周運動快慢的描述教案2 魯科版必修2

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第四章 勻速圓周運動 第1節(jié) 勻速圓周運動快慢的描述教案2 魯科版必修22020-2021學(xué)年高中物理 第四章 勻速圓周運動 第1節(jié) 勻速圓周運動快慢的描述教案2 魯科版必修2年級：姓名：- 13 -勻速圓周運動快慢的描述一、教學(xué)內(nèi)容分析“勻速圓周運動”選自魯科版高中物理必修2第四章第1節(jié)。在此之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了直線運動的相關(guān)內(nèi)容，和曲線運動的基本知識，自然界和日常生活中運動軌跡為圓周的許多事物也為學(xué)生的認(rèn)知奠定了感性基礎(chǔ)，本節(jié)課主要是幫助學(xué)生在原有的感性基礎(chǔ)上建立勻速圓周運動的幾個概念，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)向心力、向心加速度以及萬有引力的知識打下基礎(chǔ)。此外，勻速

2、圓周運動與我們?nèi)粘Ｉ睢⑸a(chǎn)、科學(xué)研究有著密切的聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)這部分有重要的意義。 二、學(xué)習(xí)情況分析本節(jié)內(nèi)容是繼學(xué)生學(xué)習(xí)平拋運動后，又一種變速曲線運動。在曲線運動的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了曲線運動的速度方向在曲線這一點的切線方向并知道曲線運動是變速運動，此前，學(xué)生也已經(jīng)掌握了直線運動及其快慢描述方法。這些知識都為勻速圓周運動的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。此外，高一學(xué)生已具備一定觀察能力和經(jīng)驗抽象思維能力，并對未知新事物有較強(qiáng)的探究欲望。三、設(shè)計思想“勻速圓周運動”是以概念教學(xué)為主的一節(jié)課，對物理概念的理解和認(rèn)識是教學(xué)要達(dá)到的目標(biāo)之一，也是教學(xué)的出發(fā)點。物理是一門培養(yǎng)和發(fā)展人的思維的重要學(xué)科，因此，在教學(xué)中，

3、不僅要使學(xué)生“知其然”而且要使學(xué)生“知其所以然”。為了體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為本，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，體現(xiàn)循序漸進(jìn)與啟發(fā)式的教學(xué)原則，我在整節(jié)課的教學(xué)設(shè)計中，以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，輔以多媒體手段，采用情景教學(xué)法和引導(dǎo)式教學(xué)法，結(jié)合師生共同討論、歸納，以“情境產(chǎn)生問題”，注重知識的形成過程，針對“什么是勻速圓周運動”以及“勻速圓周運動快慢的描述”展開探究活動，在問題交流討論中發(fā)展學(xué)生觀點，最終形成對概念的理解。四、教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1、知道勻速圓周運動的概念；2、理解線速度、角速度和周期；3、理解線速度、角速度和周期三者之間的關(guān)系。能力目標(biāo)能夠用勻速圓周運動的有關(guān)公式分析和解決實際問題。 情感目標(biāo)具有協(xié)作

4、意識和探究精神，并在活動中感受學(xué)習(xí)物理的樂趣。五、教學(xué)重點和難點重點1、線速度、角速度和周期；2、線速度、角速度和周期三者之間的關(guān)系。 難點對勻速圓周運動是變速運動的理解。六、 教學(xué)準(zhǔn)備1、視頻剪接（由4個片段剪接而成，片段1： 風(fēng)力發(fā)電機(jī)； 片段2： 水流星； 片段3：旋轉(zhuǎn)木馬； 片段4：驢子拉磨）2、動畫模擬（flash）3、ppt教學(xué)演示課件4、計算機(jī) 投影儀 七、 教學(xué)過程設(shè)計附表教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計思想環(huán)節(jié)一環(huán)節(jié)一生活實例引入新課合作探究建構(gòu)新知環(huán)節(jié)二圓周運動【創(chuàng)設(shè)情景】演示水流星實驗，播放生活中幾種常見的運動畫面，如電風(fēng)扇、天體運動、。問題1你看到的幾種運動有什么共同特點？

5、問題2日常生活中還有哪些這樣的運動？ 【教師歸納】 在物理學(xué)中把軌跡為圓周的運動統(tǒng)稱圓周運動，今天我們學(xué)習(xí)最簡單的圓周運動勻速圓周運動。觀察、思考【學(xué)生】運動軌跡都為圓周【學(xué)生】鐘表、風(fēng)車、風(fēng)扇、摩天輪等。從生活情景中構(gòu)建物理情景，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，引導(dǎo)學(xué)生從生活走向物理，并形成圓周運動概念。勻速圓周運動概念合作探究建構(gòu)新知【創(chuàng)設(shè)情景】1 蝸牛在直線上勻速爬行2 鐘表上的時針，分針，秒針的運運問題1蝸牛在直線上爬行有什么特點？問題2時針，分針、秒針、做圓周運動有什么特點？【教師歸納】質(zhì)點沿圓周運動，如果相等的時間里通過的圓弧長度相等，這樣的運動就叫勻速圓周運動。觀察、分析、思考【學(xué)生】

6、相等時間內(nèi)爬過位移相等【學(xué)生】相等時間爬過的弧長相等通過化“直”為“曲”，抓住本質(zhì)，類比勻速直線運動在相等時間通過位移相等，得出勻速圓周運動在相等時間通過的弧長相等， 有利于學(xué)生對勻速圓周運動概念的理解。環(huán)節(jié)二線速環(huán)節(jié)二度【創(chuàng)設(shè)情景】：播放地球與月球的對話都做勻速圓周運動，但快慢不同?！窘處熢O(shè)疑】既然做勻速圓周運動的物體，有的快有的慢，怎樣描述勻速圓周運動的快慢呢？【創(chuàng)設(shè)情景】動畫模擬自行車輪子上的鋼絲a、b兩質(zhì)點，做圓周運動，相同時間走過的弧長?！窘處熖釂枴磕膫€質(zhì)點更快？為什么？【啟發(fā)思考】直線運動中，我們是怎樣描述物體運動快慢的？類比速度，該怎樣描述勻速圓周運動的快慢？【教師講述】線速度：

7、線速度是描述質(zhì)點做勻速圓周運動的瞬時速度，用來描述質(zhì)點運動的快慢和方向。物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢。定義：質(zhì)點通過的弧長s跟通過這段弧長所用時間t的比值。思考：從定義可以看出線速度的計算公式嗎？合作探究建構(gòu)新知大?。簐，單位：m/s。環(huán)節(jié)二【教師設(shè)問】我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過曲線運動中質(zhì)點在某一點的速度方向是曲線在這一點的切線方向，那么圓周運動作為一種特殊的曲線運動，它的線速度方向又是怎樣的呢？方向：該點的切線方向（垂直于半徑）。【教師設(shè)問】勻速圓周運動的線速度是恒定不變的嗎？為什么？【教師追問】勻速圓周運動中的“勻速”，和勻速直線運動中的“勻速”，他們之間有什么不同？【結(jié)論】勻速圓周運動是一種

8、變速曲線運動。觀察思考【學(xué)生討論】質(zhì)點a快，因為在相等時間里它爬過的弧長更長?！緦W(xué)生討論】直線運動中我們用單位時間內(nèi)通過的位移大小來描述物體運動快慢；單位時間內(nèi)物體通過的弧長長度大小可以描述勻速圓周運動的快慢?！緦W(xué)生討論】理解比值定義法，得到 v為計算線速度大小的公式，并依據(jù)弧長的國際單位是m，時間t的國際單位是s，推出線速度的國際單位是m/s?！緦W(xué)生討論】圓周運動的線速度方向就在圓周該點的切線方向上。【學(xué)生討論】勻速圓周運動的線速度不是恒定不變的，因為線速度有大小也有方向，大小不變，但方向始終在變化?！緦W(xué)生討論】勻速圓周運動中的“勻速”指的速度的大小不變，即速率不變；而“勻速直線運動”的“勻

9、速”指的速度不變是大小方向都不變，二者并不相同。通過學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)勻速圓周運動有快有慢，進(jìn)一步激起學(xué)生探究如何描述圓周運動快慢的興趣，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)問題情境，調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)，進(jìn)一步探究線速度。以問題為載體，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，建立新舊知識的聯(lián)系，幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。角速度合作探究建構(gòu)新知環(huán)節(jié)二【創(chuàng)設(shè)情景】動畫模擬甲、乙物體沿圓周運動，相同時間甲經(jīng)過s1的弧長，乙經(jīng)過s2的弧長。問題 1 哪個小球比較快？問題 2 它們運動的弧長s1和s2所對應(yīng)的圓心角大小有什么關(guān)系？問題3你認(rèn)為描述勻速圓周運動快慢還有別的方法嗎？【教師歸納】可以用相等的時間里半徑掃過的角度大小比較勻速圓周

10、運動的快慢：角速度物理意義：描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。定義：質(zhì)點所在半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時間t的比值。思考：從定義可以得出角速度的計算公式嗎？大?。?/t單位：rad/s?！菊f明】對某一確定的勻速圓周運動而言，角速度是恒定的?！粳F(xiàn)場演示】自行車 皮帶傳動圖5 齒輪傳動【教師提問】靠皮帶傳送的兩輪不打滑時，輪邊緣上的點的線速度大小有什么關(guān)系？同一輪上各點角速度有什么關(guān)系？齒輪兩輪又如何？【教師歸納】合作探究建構(gòu)新知同一轉(zhuǎn)盤上各點的角速度相同。環(huán)節(jié)二同一皮帶輪緣上各點的線速度大小相等。觀察、分析【學(xué)生】弧長越長，對應(yīng)的圓心角越大，運動也越快。【猜想】可以用轉(zhuǎn)過的圓心角大小描述勻速圓周運動快慢?！緦W(xué)

11、生】掌握角速度的物理意義，理解計算角速度大小的方法，角速度的單位。掌握180rad靠皮帶傳送的兩輪不打滑時，輪邊緣上的點的線速度相等，因為在相等時間內(nèi)邊緣上各點走過的弧長相等；共軸轉(zhuǎn)動的點與圓心的連線在相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過相同的角度，所以同一輪上各點角速度相同。齒輪傳動時，接觸點處速度大小、方向都相同，因此輪緣上各個點線速度大小相等，同一輪上各點的角速度相等。創(chuàng)設(shè)情境在激發(fā)學(xué)生興趣的同時，幫助學(xué)生自己探究得出角速度的相關(guān)知識。周期、頻率和轉(zhuǎn)速【教師提問】教材中還提到了描述圓周快慢的其他方法，他們是什么？各有什么物理意義？用什么字母表示？單位如何？【師生互動】投影知識點并點評周期：質(zhì)點沿圓周運動一周所

12、用的時間。單位為s，符號t。頻率：周期的倒數(shù)。單位為赫茲（hz）或1/s，符號為f。二者關(guān)系：f=物理意義：描述物體做圓周運動的快慢。轉(zhuǎn)速：時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，用符號n表示。單位為r/s或r/min?！菊f明】轉(zhuǎn)速在日常生活中很常用，當(dāng)n的單位取r/s時，n在數(shù)值上與f相等。【學(xué)生活動】閱讀課本內(nèi)容嘗試歸納知識點交流討論，查缺補漏通過學(xué)生間的交流、歸納、總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和處理信息、推理、歸納的能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。vt 三者之間的關(guān)系【過渡】既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運動快慢的物理量，那么他們之間有什么樣的關(guān)系呢？【創(chuàng)設(shè)情景】小球沿半徑為r的圓周勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動一周的時間

13、為t，求小球的線速度和角速度？【教師活動】投影知識點并點評f=1/t v=2r/t =2rf=2/t =2fv=r學(xué)生合作、交流、探究 v=s/t=2r/t =/t =2/t v=r【討論】v=r（運用控制變量法）1）v一定時，與r成反比2）一定時，v與r成正比3）r一定時，v與成正比通過教師提問點撥，活化學(xué)生思維方式，培養(yǎng)學(xué)生處理和運用信息解決問題的綜合素質(zhì)。環(huán)節(jié)三鞏固練習(xí)內(nèi)化知識課堂練習(xí)一個大輪通過皮帶帶動小輪轉(zhuǎn)動，皮帶和兩輪之間無滑動，大輪半徑是小輪半徑的3倍，大輪上一點s離轉(zhuǎn)軸o1的距離是半徑的1/3，大輪邊緣上一點p,小輪邊緣上一點q，則vq:vp:vs=_ q:p:s=_ 交流、討

14、論、分析培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，分析歸納能力。小結(jié)一 概念 質(zhì)點沿圓周運動，如果在相等的時間里通過的圓弧長度相等，這種運動就叫做勻速圓周運動。二 描述圓周運動快慢的物理量1線速度公式：v=s/t 單位：m/s方向：圓周該點的切線方向勻速圓周運動是勻速率圓周運動。2角速度：公式：=/t單位：rads3周期、頻率和轉(zhuǎn)速三 線速度，角速度、周期間的關(guān)系 v=2r/t =2rf=2/t =2fv=r有效幫助學(xué)生梳理本節(jié)課的知識和內(nèi)容環(huán)節(jié)四課外探究提升能力課后作業(yè)1、練習(xí)四（2）（3）（5）2、探究活動觀察一輛變速自行車的變速器,它能變幾擋速度？變速的原理是什么？引導(dǎo)學(xué)生從物理回到生活，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)物理知識解決實際問題的能力。八、教學(xué)流程圖符號說明：課堂教學(xué)過程開始和結(jié)束的符號 媒體的類型和媒體的內(nèi)容 教學(xué)內(nèi)容和教師的活動 學(xué)生進(jìn)行的活動結(jié) 束討論并