《圓周運動》教學(xué)設(shè)計

1、圓周運動教學(xué)設(shè)計 六盤水市第二實驗中學(xué) 盧 毅一、教材分析 本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容為新人教版第五章第四節(jié)圓周運動，它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了曲線運動的規(guī)律和曲線運動的處理方法以及平拋運動后接觸到的又一類曲線運動實例。本節(jié)作為該章的重要內(nèi)容之一，主要向?qū)W生介紹了描述圓周運動快慢的幾個物理量，勻速圓周運動的特點，在此基礎(chǔ)上討論這幾個物理量之間的變化關(guān)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)圓周運動打下良好的基礎(chǔ)。二、學(xué)情分析通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對曲線運動的條件、運動的合成和分解、曲線運動的處理方法、平拋運動的規(guī)律有了一定的了解和認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上了，教師通過生活中的實例和實物，利用多媒體，引導(dǎo)學(xué)生分析討論，使學(xué)生對圓周運動從感性認(rèn)識到理性

2、認(rèn)識，得出相關(guān)概念和規(guī)律。在生活中學(xué)生已經(jīng)接觸到很多圓周運動實例，對其并不陌生，但學(xué)生對如何描述圓周運動快慢卻是第一次接觸，因此學(xué)生在對概念的表述不夠準(zhǔn)確，對問題的猜想不夠合理，對規(guī)律的認(rèn)識存在疑惑等。教師在教學(xué)中要善于利用教學(xué)資源，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想、合理推導(dǎo)、細(xì)心總結(jié)、敢于表達(dá)，這就能對圓周運動的認(rèn)識有深度和廣度。三、設(shè)計思想 本節(jié)課結(jié)合我校學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，對教材進行挖掘和思考，始終把學(xué)生放在學(xué)習(xí)主體的地位，讓學(xué)生在思考、討論交流中對描述圓周運動快慢形成初步的系統(tǒng)認(rèn)識，讓學(xué)生的思考和教師的引導(dǎo)形成共鳴。 本節(jié)課結(jié)合了曲線運動的規(guī)律及解決方法，利用生活中曲線運動實例（如鐘表、轉(zhuǎn)動的飛輪

3、等）使學(xué)生建立起圓周運動的概念，在此基礎(chǔ)上認(rèn)識描述圓周運動快慢的相關(guān)物理量?？傮w設(shè)計思路如下：列舉生活中的圓周運動實例，總結(jié)圓周運動特點，得出圓周運動概念。提出問題：如何描述圓周運動的快慢。學(xué)生思考、討論、交流，教師引導(dǎo)學(xué)生得出：用時間t內(nèi)物體通過的圓弧長S與時間t的比值來描述，即線速度的概念利用極限思想，類比直線運動的瞬時速度，認(rèn)識圓周運動線速度的瞬時性、線速度的矢量性，得出勻速圓周運動概念，認(rèn)識圓周運動是變速運動。提出問題：大圓與小圓以相同的線速度運動，它們轉(zhuǎn)動快慢的程度一樣嗎？引導(dǎo)學(xué)生分析得出：用時間t內(nèi)物體與圓心的連線轉(zhuǎn)過的角與時間t的比值來描述，即角速度概念。提出問題：除了用線速度、

4、角速度描述圓周運動快慢，能否用其它物理量描述圓周運動的快慢？學(xué)生思考、討論交流，教師引導(dǎo)分析，利用物體做圓周運動轉(zhuǎn)過一圈所需要時間多少來描述圓周運動的快慢，即周期。提出問題：線速度、角速度、周期都可以從不同角度描述圓周運動的快慢，它們之間存在什么樣的關(guān)系呢？引導(dǎo)學(xué)生利用線速度、角速度與周期的定義式，推導(dǎo)出線速度、角速度、周期之間的關(guān)系式，即：。課后小結(jié)：本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容和研究方法四、教學(xué)目標(biāo)(一)、知識與技能1、知道什么是圓周運動、勻速圓周運動。理解線速度、角速度、周期的概念，會用線速度角速度公式進行計算。2、理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，即。3、理解勻速圓周運動是變速運動。4、能利用圓

5、周運動的線速度、角速度、周期的概念分析解決生活生產(chǎn)中的實際問題。（二）、過程與方法1、知道并理解運用比值定義法得出線速度概念，運用極限思想理解線速度的矢量性和瞬時性。2、體會在利用線速度描述圓周運動快慢后，為什么還要學(xué)習(xí)角速度。能利用類比定義線速度概念的方法得出角速度概念。(三)、情感、態(tài)度與價值觀1、通過極限思想的運用，體會物理與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，建立普遍聯(lián)系的世界觀。2、體會物理知識來源于生活服務(wù)于生活的價值觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3、通過教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間輕松融洽的討論和交流，讓學(xué)生感受快樂學(xué)習(xí)。五、教學(xué)重點、教學(xué)難點（一）、教學(xué)重點1、理解線速度、角速度、周期的概念2、掌握線

6、速度、角速度、周期之間的關(guān)系（二）、教學(xué)難點1、理解線速度、角速度、周期的物理意義及引入這些概念的必要性。2、理解線速度的瞬時性和矢量性，理解勻速圓周運動是變速運動。六、教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、多媒體計算機、掛鐘七、教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)；學(xué)生討論、交流；教師講授；師生共同推理、歸納總結(jié)。八、課時安排 ：1節(jié)課九、教學(xué)過程（一）、引入新課1、多媒體課件展示生活中的各類圓周運動實例，如：地球繞著太陽運動，電子繞著原子核運動等）2、實物展示：鐘表指針的轉(zhuǎn)動、紙風(fēng)車的轉(zhuǎn)動、電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動等提出問題：它們的運動軌跡有什么特點，做什么運動？生：它們的軌跡都是圓，做圓周運動。師：同學(xué)們回答得很好。這就是本節(jié)課我

7、們要學(xué)習(xí)的圓周運動。（二）新課教學(xué)（觀看轉(zhuǎn)動快慢不同的大輪和小輪多媒體視頻）師：大輪和小輪都在做圓周運動，它們轉(zhuǎn)動的快慢一樣嗎？生：它們轉(zhuǎn)動的快慢不一樣，大輪轉(zhuǎn)動慢，小輪轉(zhuǎn)動快。提出問題：我們?nèi)绾蚊枋鲎鰣A周運動物體轉(zhuǎn)動快慢呢？（學(xué)生仔細(xì)觀察齒輪傳動裝置，親自動手實踐，分組討論交流，展示討論結(jié)果并說出原因）根據(jù)學(xué)生提出的方案，師生共同分析總結(jié)，描述圓周運動快慢的方法可能有以下幾種：（1）比較在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長（或比較轉(zhuǎn)過相同弧長所需要的時間）。（2）比較相同時間物體與圓心連線轉(zhuǎn)過的角（或物體與圓心連線轉(zhuǎn)過相同角所需要的時間）。（3）比較在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)（或轉(zhuǎn)過相同圈數(shù)所需要的時間）。（

8、4）比較物體轉(zhuǎn)過一圈所需要的時間師：同學(xué)們觀察的非常仔細(xì)，提出的方案也非常棒！我們的確可以從這些方面來描述圓周運動的快慢。(教師在對學(xué)生贊許時，注意利用表情語言、肢體語言向?qū)W生傳遞由衷的贊美，讓學(xué)生感受到探究后的成就感)師：我們怎樣用物理概念來表述同學(xué)們提出的這些方法呢？根據(jù)同學(xué)們提出的方法，我們來一一學(xué)習(xí)描述圓周運動快慢的物理量。1、線速度（v）學(xué)生閱讀課本，思考并討論以下問題：（1）、線速度的定義及其表達(dá)式是怎樣的，線速度的單位是什么？AVASVBtB（2）、線速度的物理意義是什么？（3）、線速度的方向怎樣，如何確定線速度方向？（4）、線速度是瞬時速度還是平均速度？學(xué)生閱讀課本后，利用多媒

9、體課件直觀形象地展示線速度相關(guān)知識，從多角度讓學(xué)生體會認(rèn)識線速度,師生互動總結(jié)得出:(1)、定義：質(zhì)點做圓周運動通過的弧長與所用時間的比值叫做線速度。表達(dá)式： 單位：物理意義：描述質(zhì)點做圓周運動時通過弧長的快慢。（2）、線速度方向是過圓周上該點的切線方向。（觀察砂輪切割金屬的工作視頻）（引導(dǎo)學(xué)生分析：時，則所求得的線速度表示質(zhì)點做圓周運動的瞬時速度）。（3）、線速度是瞬時速度。2、勻速圓周運動（展示大掛鐘，讓學(xué)生觀察鐘表秒針轉(zhuǎn)動情況）提出問題：秒針尖端在相等的時間內(nèi)通過的弧長有什么特點，線速度的大小和方向有什么有什么規(guī)律？（學(xué)生思考后分組討論交流，并展示小組討論交流結(jié)果）師生互動共同總結(jié)： 秒

10、針尖端在相等時間內(nèi)通過的弧長相等。任意時刻秒針尖端的線速度大小相等，方向在時刻變化。師：我們把線速度大小不變的圓周運動叫做勻速圓周運動。提出問題：勻速圓周運動是變速運動還是勻速運動，勻速圓周運動中的“勻”指的是什么意思？引導(dǎo)學(xué)生通過類比勻速直線運動運動概念，分析得出： 勻速圓周運動的線速度方向時刻變化，所以是變速運動?！皠颉敝妇€速度的大?。ㄋ俾剩┎蛔?，而方向時刻改變。（多媒體展示皮帶傳動裝置，分析在轉(zhuǎn)動過程中，主動輪與從動輪在皮帶連接處線速度大小相等）VBVA提出問題：主動輪和從動輪相比，誰轉(zhuǎn)得快誰轉(zhuǎn)得慢？你是怎樣描述的，請說出你的描述方法。學(xué)生可能會從不同角度對其快慢進行描述，師生互動，共同

11、總結(jié)出描述的方法如下：（1）、比較相同時間質(zhì)點與圓心聯(lián)系轉(zhuǎn)過角的大?。ɑ蜣D(zhuǎn)過相同角所需要時間的多少）。（2）、比較相同時間轉(zhuǎn)過的圈數(shù)（或轉(zhuǎn)過相同圈數(shù)所需要的時間）。（3）、比較轉(zhuǎn)一圈所需要的時間。（注意：在和學(xué)生交流時，應(yīng)多用鼓勵和贊賞的語句。如“很好”、“很棒”、等。激發(fā)學(xué)生求知欲望.）過渡：同學(xué)們的想法都很好！我們都可以從這些方面描述圓周運動的快慢，我們?nèi)绾螐馁|(zhì)點與圓周連線掃過的角度來描述圓周運動的快慢呢？3、角速度()學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，并思考下列問題：（1）、角速度定義及表達(dá)式是怎樣的，角速度的單位是什么？（2）、30°，45°，60°，90°

12、，180°，360°，用弧度作單位該怎么表示？（3）、角速度的物理意義是什么？（4）、勻速圓周運動的角速度有什么特點？師生互動，共同總結(jié)如下：（1）、定義：質(zhì)點與圓心連線掃過的角度與所用時間的比值叫角速度。表達(dá)式：（強調(diào)：是用弧度表示，如果掃過的角度是用度表示，應(yīng)把角度轉(zhuǎn)化為弧度） 單位：或（2）、 例如：設(shè)半徑為，30°角所對應(yīng)的弧度為： ，同理45°，60°，90°，180°，360°分別對應(yīng)的弧度為、（3）、物理意義：描述質(zhì)點與圓心連線轉(zhuǎn)過角度的快慢。（4）、勻速圓周運動是角速度不變的運動。4、周期(T)和轉(zhuǎn)

13、速(n)師：同學(xué)們總結(jié)得非常好！除了用線速度、角速度描述圓周運動快慢，我們還能不能用其他方式來描述呢？請同學(xué)們觀察掛鐘的秒針、分針、時針，如何比較它們轉(zhuǎn)動快慢？（展示掛鐘，讓學(xué)生觀察思考）教師引導(dǎo)，學(xué)生討論交流，共同得出結(jié)論：（1）、比較轉(zhuǎn)一圈所需要時間的。（2）、比較1s或1min時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，思考一下問題：（1）、轉(zhuǎn)一圈所需要的時間叫什么？（2）、符號是怎樣的，單位是什么？（3）、1s或1min時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫什么？（4）、符號是怎樣的，單位是什么？師生互動，共同總結(jié)如下：（1）、轉(zhuǎn)一圈所需要的時間叫周期（2）、符號是：T；單位是：秒（s）（3）、1s或1min

14、時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速（4）、符號是：n，單位是： T越大，質(zhì)點轉(zhuǎn)動得越慢；T越小，質(zhì)點轉(zhuǎn)動得越快。n越大，質(zhì)點轉(zhuǎn)動得越快；n越小，質(zhì)點轉(zhuǎn)動得越慢。ro過渡：對同一個質(zhì)點做圓周運動，我們可以從不同角度來描述它轉(zhuǎn)動的快慢，那么它們之間有什么關(guān)系呢？5、線速度與角速度的關(guān)系（展示質(zhì)點做勻速圓周運動的多媒體動畫）請同學(xué)們思考以下問題：（1）、質(zhì)點轉(zhuǎn)一圈的弧長、時間、質(zhì)點與圓心連線轉(zhuǎn)過的角度（弧度制）怎么表示？（2）、質(zhì)點轉(zhuǎn)一圈過程中，線速度、角速度如何表示？線速度與角速度有怎樣的關(guān)系？師生互動，共同總結(jié)如下：（1）質(zhì)點轉(zhuǎn)一圈的弧長為： 時間為：T質(zhì)點與圓心連線轉(zhuǎn)過的角度；（2）、質(zhì)點轉(zhuǎn)一圈過程中線速

15、度： 角速度：線速度與角速度的關(guān)系： 請同學(xué)們根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式分析線速度、角速度、半徑的變化關(guān)系。師生互動，共同分析得出結(jié)論如下：（1）、一定，與成正比；（2）、一定，與成正比；（3）、一定，與成反比。Bo1o2CA過渡：同學(xué)分析總結(jié)的非常好！現(xiàn)在我們來看看我們生活中兩種常見的轉(zhuǎn)動（1）、同軸轉(zhuǎn)動 （2）、皮帶傳動（多媒體課件展示）請同學(xué)們仔細(xì)觀察，思考討論交流以下問題：（1）、同軸轉(zhuǎn)動過程中，線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速有什么關(guān)系？（2）、皮帶傳動過程中，線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速有什么關(guān)系？師生互動，共同總結(jié)如下：（1）、同軸轉(zhuǎn)動過程中，角速度、周期、轉(zhuǎn)速相同，線速度不同。（2）、

16、皮帶傳動裝置中，在皮帶連接處，線速度大小相等，角速度、周期、轉(zhuǎn)速不同。師；以上兩個結(jié)論是我們在今后的學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到的，請同學(xué)們要引起重視。6、課堂小結(jié)請學(xué)生根據(jù)板書概括總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容：(1)、描述圓周運動快慢的物理量：線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速。（2）、勻速圓周運動的概念及其特點。（3）、線速度與角速度的關(guān)系：7、作業(yè)布置：（1）、復(fù)習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容。（2）、課后“問題與練習(xí)”第1題、第2題、第3題。十、板書設(shè)計第四節(jié)：圓周運動一、線速度（v）1、定義：質(zhì)點做圓周運動通過的 弧長與所用時間的比值。2、表達(dá)式： 單位：3、矢量性：方向沿該點的切線方向瞬時性：線速度是瞬時速度4、物理意義：描

17、述質(zhì)點做圓周運動時弧長改變的快慢。5、勻速圓周運動是線速度大小不變、方向時刻改變的圓周運動。二、角速度（）1、定義：質(zhì)點與圓心連線掃過的角度與所用時間的比值叫角速度。2、表達(dá)式： 單位：rad/s或3、物理意義：描述質(zhì)點與圓心連線轉(zhuǎn)過角度的快慢。三、角速度與線速度的關(guān)系1、推導(dǎo)： 時間為：T 線速度與角速度的關(guān)系： 四、周期（T）與轉(zhuǎn)速（n）1、周期定義：轉(zhuǎn)一圈所需要的時間叫周期。單位：秒（s）2、轉(zhuǎn)速（n）定義：1s或1min時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速。單位：rad/s或 教學(xué)反思： 本節(jié)內(nèi)容的概念比較多，學(xué)生雖然對圓周運動并不陌生，但對概念的準(zhǔn)確理解和掌握還依然存在困難。因此在教學(xué)過程中教師應(yīng)讓學(xué)生正確建立起圓周運動模型，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生準(zhǔn)