圓周運動 教學設(shè)計 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

2/2人教版物理必修第二冊第6章第1節(jié)教學設(shè)計第6章圓周運動第1節(jié)圓周運動目錄一、學習任務(wù)二、新知探究（一）梳理要點（二）啟發(fā)思考（三）深化提升三、課堂小結(jié)2/2第6章圓周運動第1節(jié)圓周運動一、學習任務(wù)1．掌握線速度的定義式，知道圓周運動線速度大小、方向的特點，知道什么是勻速圓周運動。2．掌握角速度的定義式和單位，知道角速度與線速度的關(guān)系。3．知道周期、轉(zhuǎn)速的概念，掌握描述圓周運動的各物理量之間的關(guān)系。二、新知探究知識點一：描述圓周運動的物理量及其關(guān)系（一）梳理要點1．圓周運動：我們把軌跡為圓周或一段圓弧的機械運動稱為圓周運動。2．線速度(1)表達式：v＝ΔsΔt(2)方向：線速度的方向為物體做圓周運動時該點的切線方向。(3)物理意義：描述圓周運動物體的運動快慢。(4)勻速圓周運動①定義：如果物體沿著圓周運動，并且線速度的大小處處相等的運動。②性質(zhì)：線速度的方向是時刻變化的，因此是一種變速運動。3．角速度(1)定義：半徑轉(zhuǎn)過的角度與所用時間的比值。(2)定義式：ω＝ΔθΔt(3)單位：弧度每秒，符號是rad/s或rad·s-1。(4)物理意義：描述做圓周運動的物體繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。(5)勻速圓周運動的角速度：勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動。4．周期(1)周期：做勻速圓周運動的物體，轉(zhuǎn)過一周所用的時間，符號用T表示，單位是秒(s)。(2)轉(zhuǎn)速：物體轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與所用時間之比，常用符號n表示，單位為轉(zhuǎn)每秒(r/s)或轉(zhuǎn)每分(r/min)。5．線速度與角速度的關(guān)系(1)兩者關(guān)系：在圓周運動中，線速度的大小等于角速度大小與半徑的乘積。(2)關(guān)系式：v＝ωr。（二）啟發(fā)思考月球繞地球運動，地球繞太陽運動，這兩個運動都可看成是圓周運動，怎樣比較這兩個圓周運動的快慢？請看下面地球和月球的“對話”。地球說：你怎么走得這么慢？我繞太陽運動1s要走29.79km，你繞我運動1s才走1.02km。月球說：不能這樣說吧！你一年才繞太陽轉(zhuǎn)一圈，我27.3天就能繞你轉(zhuǎn)一圈，到底誰轉(zhuǎn)得慢？【問題】(1)地球說得對？還是月球說得對？(2)通過地球和月球的對話，判斷到底誰的線速度大。(3)月球運動的軌道半徑大約為3.8×105km，地球運動的軌道半徑大約為1.5×108km，是否線速度大就說明物體轉(zhuǎn)動得快？提示：(1)描述圓周運動快慢的物理量有線速度、角速度、周期，只用其中一個物理量無法準確描述圓周運動的快慢。地球和月球因為描述圓周運動快慢的標準不同，所以地球和月球的說法都是片面的。(2)從線速度的定義可以看出地球的線速度v1＝29.79km/s，月球的線速度v2＝1.02km/s，故地球的線速度大。(3)根據(jù)角速度和線速度的關(guān)系v＝ωr，也可以解得ω1＝v1r1＝29.79×ω2＝v2r2＝1.02×因此從角速度方面來講，線速度大的物體轉(zhuǎn)動得不一定快。（三）深化提升1．描述圓周運動的各物理量之間的關(guān)系2．描述圓周運動的各物理量之間關(guān)系的分析技巧(1)角速度、周期、轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的分析：物體做勻速圓周運動時，由ω＝2πT(2)線速度與角速度之間關(guān)系的分析：由v＝ω·r知，r一定時，v∝ω；v一定時，ω∝1r知識點二：常見三種傳動方式（一）啟發(fā)思考如圖為兩種傳動裝置的模型圖?！締栴}】(1)甲圖為皮帶傳動裝置，A、B兩點線速度大小有什么關(guān)系？(2)能否根據(jù)A、B兩點的線速度分析角速度關(guān)系？(3)乙圖為同軸傳動裝置，試分析C、D兩點的角速度及線速度關(guān)系。提示：(1)皮帶傳動時，在相同的時間內(nèi)，A、B兩點通過的弧長相等，所以兩點的線速度大小相等。(2)能，根據(jù)v＝ωr，當v一定時，角速度與半徑成反比，半徑大的角速度小。(3)同軸傳動時，在相同的時間內(nèi)，C、D兩點轉(zhuǎn)過的角度相等，所以這兩點的角速度相同，又因為v＝ωr，當ω一定時，線速度與半徑成正比，半徑大的線速度大，故D點線速度大。（二）深化提升1．三種傳動裝置同軸傳動皮帶傳動齒輪傳動裝置A、B兩點在同軸的一個圓盤上兩個輪子用皮帶連接，A、B兩點分別是兩個輪子邊緣的點兩個齒輪輪齒嚙合，A、B兩點分別是兩個齒輪邊緣上的點(兩齒輪的齒數(shù)分別為n1、n2)特點角速度、周期相等線速度大小相等線速度大小相等轉(zhuǎn)動方向相同相同相反規(guī)律線速度與半徑成正比：vAv角速度與半徑成反比：ωAω周期與半徑成正比：TAT角速度與半徑成反比：ωAωB＝周期與半徑成正比：TAT2．求解傳動問題的思路(1)分清傳動特點：若屬于皮帶傳動或齒輪傳動，則輪子邊緣各點線速度大小相等；若屬于同軸傳動，則輪上各點的角速度相等。(2)確定半徑關(guān)系：根據(jù)裝置中各點位置確定半徑關(guān)系，或根據(jù)題意確定半徑關(guān)系。(3)擇式分析：若線速度大小相等，則根據(jù)ω∝1r3.解決傳動問題的兩個關(guān)鍵點(1)繞同一軸轉(zhuǎn)動的各點角速度ω、轉(zhuǎn)速n和周期T相等，而各點的線速度v與半徑r成正比。(2)在皮帶不打滑的情況下，和皮帶連接的輪子邊緣各點線速度的大小相等，不打滑的摩擦傳動兩輪邊緣上各點線速度大小也相等，而角速度ω與半徑r成反比。知識點二：圓周運動的周期性和多解問題（一）深化提升1．問題特點(1)研究對象：勻速圓周運動的多解問題含有兩個做不同運動的物體。(2)運動特點：一個物體做勻速圓周運動，另一個物體做其他形式的運動(如平拋運動，勻速直線運動等)。(3)運動的關(guān)系：由于兩物體運動的時間相等，根據(jù)等時性建立等式求解待求物理量2．分析技巧(1)抓住聯(lián)系點：明確題中兩個物體的運動性質(zhì)，抓住兩運動的聯(lián)系點。3.解決圓周運動多解問題的方法(1)明確兩個物體參與運動的性質(zhì)和求解的問題，兩個物體參與的兩個運動雖然獨立進行，但一定有聯(lián)系點，其聯(lián)系點一般是時間或位移等，抓住兩運動的聯(lián)系點是解題關(guān)鍵。(2)注意圓周運動的周期性造成的多解。分析問題時可暫時不考慮周期性，表示出一個周期的情況，再根據(jù)運動的周期性，在轉(zhuǎn)過的角度θ上再加上2nπ，具體n的取值應(yīng)視情況而定。三、課堂小結(jié)回歸本