勻速圓周運動快慢的描述-教案

勻速圓周運動快慢的描述【教學目標】一、知識與技能.知道圓周運動，理解勻速圓周運動。.理解線速度和角速度。.知道T、f、n之間的關(guān)系。.理解v、⑦、T之間的關(guān)系。.會用圓周運動知識解決實際問題。二、過程與方法.通過類比直線運動中速度的概念，來建立線速度、角速度。.學習用比值定義法來定義線速度、角速度。.用控制變量法來分析兩個變量間的關(guān)系。三、情感、態(tài)度與價值觀.從生活實例認識圓周運動的普遍性和研究圓周運動的必要性，激發(fā)學生學習興趣和求知欲。.通過分組討論過程，懂得合作與交流，尊重同學的見解，勇于發(fā)表自己的觀點，培養(yǎng)團隊合作精神。【教學重點】.通過類比法理解線速度和角速度。.學習用比值定義法來定義線速度、角速度。.用控制變量法來分析兩個變量間的關(guān)系。【教學難點】.理解線速度的定義式表達的是各點的瞬時速度。.理解線速度的方向是圓弧上各點的切線方向?！窘虒W過程】一、新課導(dǎo)入播放“飛機轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)動”和“過山車”兩視頻。提問：仔細觀察兩個視頻中物體運動有什么共同點？引出“圓周運動”。提問：什么是圓周運動呢？得出物體的運動軌跡是一個圓周的特征。提問：日常生活中還見過那些圓周運動呢？（在教室中找）1/6列舉墻上的掛鐘、天花板的吊扇、講臺上的自行車車模等。提問：什么是勻速圓周運動呢？通過課件動畫模擬情景，得出物體沿圓周運動，如果在任意相等的時間內(nèi)通過的弧長相等，這種運動叫做勻速圓周運動。接著引導(dǎo)學生通過動畫觀察物體做勻速圓周運動的運動特點：(1)運動的軌跡是圓周(或圓弧)；(2)半徑有轉(zhuǎn)過角度；(3)運動有周期性。二、新課教學.引出猜想提問：物體運動有快有慢，那如何描述勻速圓周運動的快慢呢？引導(dǎo)針對勻速圓周運動的運動特點，類比直線運動中速度快慢的描述，進行探究猜想。學生分組討論引導(dǎo)學生提出以下四種猜想：1)比較物體在一段時間內(nèi)通過的圓弧的長短。2)比較物體在一段時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度。3)比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用的時間。4)比較物體在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。.線速度針對猜想一，通過課件動畫模擬情景，引出線速度是描述勻速圓周運動的質(zhì)點運動快慢的物理量，再通過比值定義法得出線速度的定義、定義式、單位，通過觀看視頻，歸納現(xiàn)象，理解線速度的方向是圓弧上各點的切線方向，最后點出勻速圓周運動性質(zhì)是變速運動，強調(diào)勻速指的是速度大小不變。這里是弧長，而直線運動中是位移。)(2)線速度的大?。骸?st2/6

(3)線速度的單位：m/ss一弧長一mt—時間一s(4)線速度的方向：在圓周各點的切線方向上。討論：勻速圓周運動的線速度是不變的嗎？結(jié)論：勻速圓周運動是一種非勻速運動，因為線速度的方向在時刻改變。(5)物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢。.角速度針對猜想二，通過課件動畫模擬情景，引出角速度是描述勻速圓周運動的半徑轉(zhuǎn)動快慢的物理量，再通過比值定義法得出線速度的定義、定義式、單位，點出勻速圓周運動是角速度不變的運動，強調(diào)角度8用的是幅度制單位。接著強調(diào)線速度、角速度兩物理量描述勻速圓周運動快慢的區(qū)別：線速度描述的是質(zhì)點運動快慢，角速度描述的是半徑轉(zhuǎn)動快慢。(1)定義：在勻速圓周運動中。連接運動質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過19的角度跟所用時間△珀勺比值，就是質(zhì)點運動的角速度。(2)角速度的大小:(3)角速度的單位：rad/s9一弧度一radt一時間一s說明：對某一確定的勻速圓周運動而言，角速度3是恒定的。.周期T、頻率八轉(zhuǎn)速幾關(guān)系針對猜想三、猜想四，課件動畫比較直觀的反應(yīng)運動快慢的對比，因此在課堂上就簡單的講解周期T、頻率八轉(zhuǎn)速九。并確認三者之間的關(guān)系：n=f=1T.線速度以角速度3、周期T之間的關(guān)系提問：三個物理量之間有什么關(guān)系？通過動畫演示講解，得：^=￡=皿，31=%v=^r.實戰(zhàn)演練一一典型的傳動問題推出“二3廠關(guān)系后，通過生活中常見的自行車大齒輪、小齒輪、后輪相關(guān)聯(lián)的問題，采用控制3/6

變量法，來確定三輪輪緣各點的線速度、角速度的關(guān)系。討論I；=a)r①當17一定時，3與r成反比;②當3一定時，17與r成正比;③當r一定時，u與3成正比?！纠}剖析1】分析下圖中，A、B兩點的線速度有什么關(guān)系?【教師精講】主動輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動從動輪的過程中，皮帶(鏈條)上各點以及兩輪邊緣上各點的線速度大小相等。【例題剖析2】分析下列情況下，輪上各點的角速度有什么關(guān)系？【教師精講】同一輪上各點的角速度相同?！纠}剖析3】如下圖所示為皮帶傳動裝置，主動軸為上有兩個半徑分別為R和r的輪，GJ2上的輪半徑為匕已知R=2r,R=3"設(shè)皮帶不打滑，問：3=?3：3=?V：V=?V：2 x\. D D D xi【教師精講】A、B同軸，故3J=1：1AD因B與C用皮帶傳動，所以%：〃=1：1v=(DRv=o)r'bb ccco：co=2：3；v：v=1：2；v：v=1：2BC AB AC【例題剖析4】一汽車發(fā)動機的曲柄每分鐘轉(zhuǎn)2400周，求：(1)曲柄轉(zhuǎn)動的周期與角速度；(2)距轉(zhuǎn)軸r=0.2m點的線速度。解析：(1)由于曲柄每秒鐘轉(zhuǎn)40周，周期T為工s；而每轉(zhuǎn)一周為2;rrad,因此曲柄轉(zhuǎn)動的角速

404/63=-2^-rad/s=251rad/s；1/40(2)已知r=0.2m,因此這一點的線速度v=3r=251x0.2m/s=50.2m/so【鞏固練習】.做勻速圓周運動的物體線速度的不變，時刻在變，所以線速度是(填“恒量”或“變量”)，所以在勻速圓周運動中，勻速的含義是o.對于做勻速圓周運動的物體，哪些物理量是一定的？.某電鐘上秒針、分針、時針的長度比為d1：d2:d3=3：2：1,求：(1)秒針、分針、時針尖端的線速度之比；(2)秒針、分針、時針轉(zhuǎn)動的角速度之比。.一個圓環(huán)，以豎直直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，則環(huán)上M、N兩點的線速度的大小之比VM：VN=；角速度之比3M：3n=；周期之比TM：TN=og.如圖所示，轉(zhuǎn)軸O1上固定有兩個半徑分別為R和r的輪，用皮帶傳動O2輪，O2的輪半徑是r'.若O每秒鐘轉(zhuǎn)了5圈，R=1m,r=r,=0.5m，則：(1)大輪轉(zhuǎn)動的角速度3=rad/s；(2)圖中A、