【公开课】圆周运动+教案-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

人教版（2019）物理学科高一年级必修第二册6.1圆周运动教学设计课题名6.1圆周运动课型新授课教学目标1、认识圆周运动、匀速圆周运动的特点，了解描述圆周运动快慢的基本思路，了解转速和周期的意义。2、理解线速度的物理意义，知道匀速圆周运动中线速度的方向。3、理解角速度的物理意义，掌握线速度和角速度的关系。4、能在具体的情境中确定线速度和角速度。教学重难点重点：概念以及物理量之间的联系；确定圆周运动各点运动快慢的方法 难点：理解匀速圆周运动线速度方向，理解线速度、角速度的物理意义 教学环节教学过程课堂导入【导入】课本P23问题？两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？（如太阳系恒星的运动快慢比较） 1.比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短2.比较物体在一段时间内半径转过的角度3.比较物体转过一圈所用时间 以上三种方法，我们都可用来比较两物体圆周运动的快慢，这也就是本节课要学习的三个新的概念：线速度、角速度、周期。知识精讲一、线速度1.比较物体在一段时间内通过的圆弧s长短（1）物体从AB：若其在一段时间t内通过的弧长s越长（位移为l），表示运动得越快（速度越大）（2）t非常非常小时，弧长s与t的比值就表示物体在A点的速度线速度2.意义：描述质点沿圆周运动的快慢3.定义：质点通过的弧长s与所用时间t 的比值3. 性质线速度是矢量，既有大小，又有方向，大小和方向中任何一个发生变化，线速度就发生了变化。（1）大小：4. 本质：瞬时速度，当t足够小时，弧长s位移l（2）方向：某点线速度方向沿圆周上该点的切线方向。5.匀速圆周运动（1）定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等（即速率不变）。（2）性质：匀速圆周运动的物体线速度的方向不断变化，匀速（速率不变）圆周运动是变速运动（方向变）。二、角速度1.比较一段时间内半径转过的角度大小（1）如果物体在一段时间t内半径转过的角度（单位：弧度，rad）越大，表示运动得越快（速度越大）（2）弧度制360°=2rad 180°=rad 2. 意义：描述质点绕圆心转动的快慢3. 定义：圆周半径转过的角度与所用时间t的比值4. 大小： 单位：弧度/秒(rad/s)标量匀速圆周运动：线速度（大小）不变，角速度不变。三、周期和转速1.圆周运动的特性：周期性物体运动一周后又返回到初始位置，周而复始运动。2.周期T (s)（1）定义：物体做圆周运动时，转过一周所用的时间（2）表示及单位：T，与时间的单位相同（h，min，s）（3）周期越大，运动得越慢（速率越小）；周期越小，运动得越快（速率越大）3.转速n（r/s）（1） 定义：物体转动的圈数与所用时间之比（2） 表示及单位：用n表示；单位：转每秒(r/s)或r/min（3） 转速越大，物体运动得越快（速率越大）汽车仪表盘：转速r/min，速率km/h（4） 转速n，也叫频率f，单位赫兹，f =1/T（5） 转速一般要转换为角速度：1r/s=2/s四、描述圆周运动各物理量的关系描述圆周运动快慢的物理量：线速度v、角速度w、转速n（周期T）1. 线速度与角速度的关系2. 线速度与周期(频率)的关系(转动一周)3. 角速度与周期(频率)的关系(转动一周)巩固提升 一：1多选关于匀速圆周运动，下列说法正确的是()A匀速圆周运动是变速运动B匀速圆周运动的速率不变C任意相等时间内通过的位移相等D任意相等时间内通过的路程相等解析：选ABD由匀速圆周运动的定义知，速度的大小不变也就是速率不变，但速度方向时刻改变，故A、B两项正确；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等，即路程相等，故C项错误，D项正确。巩固提升二2.甲沿着半径为R的圆周跑道匀速率跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速率跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为1、2和v1、v2，则()A1>2，v1>v2 B1<2，v1<v2C12，v1<v2 D12，v1v2答案C解析由于甲、乙在相同时间内各自跑了一圈，v1，v2，v1<v2.由t，得12，故选项C正确巩固提升三3.(多选)火车以60 m/s的速率驶过一段弯道，某乘客发现放在水平桌面上的指南针在10 s内匀速转过了10°.在此10 s时间内，火车()A运动路程为600 m B加速度为零C角速度约为1 rad/s D转弯半径约为3.4 km答案AD解析由svt知，s600 m，A正确；火车在弯道处做曲线运动，加速度不为零，B错误；由10 s内匀速转过10°知，角速度rad/s rad/s0.017 rad/s，C错误；由vr知，r m3.4 km，D正确巩固提升四4.如图4所示是一个玩具陀螺a、b和c是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于水平地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是()图4Aa、b和c三点的线速度大小相等Ba、b和c三点的角速度相等Ca、b的角速度比c的大Dc的线速度比a、b的大答案B解析同一物体上的三点绕同一竖直轴转动，因此角速度相同，vr，c的半径最小，故它的线速度最小，a、b的半径相同，二者的线速度大小相等，故选B.巩固提升五5.(多选)如图5所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为13，则在传动的过程中()图5A甲、乙两轮的角速度之比为31B甲、乙两轮的周期之比为31C甲、乙两轮边缘处的线速度之比为31D甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为11答案AD解析这种齿轮传动，与不打滑的皮带传动规律相同，即两轮边缘的线速度大小相等，故C错误；根据线速度的定义v可知，弧长svt，故D正确；根据vr可知，又甲、乙两个轮子的半径之比r1r213，故甲、乙两轮的角速度之比12r2r131，故A正确；周期T，所以甲、乙两轮的周期之比T1T22113，故B错误巩固提升五6.一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求：(1)曲轴转动的周期与角速度；(2)距转轴r0.2 m点的线速度。解析：(1)由于曲轴每秒钟转(周)40(周)，所以周期T s；而每转一周为2 rad，因此曲轴转动的角速度2×40 rad/s80 rad/s。(2)已知r0.2 m，因此这一点的线速度vr80×0.2 m/s16 m/s。答案：(1) s80 rad/s(2)16 m/s课堂小结一、认识圆周运动二、描述圆周运动的物理量1、线速度 2、角速度 3、周期和转速物理意义： 物理意义： 周期T定义： 定义： 转速n公式： 公式： 4、v 、w 、T的关系矢量。 单位：rad/s板书设计一、认识圆周运动二、描述圆周运动的物理量1、线速度 2、角速度 3、周期和转速物理意义： 物理意义： 周期T定义： 定义： 转速n公式： 公式： 4、v 、w 、T的关系矢量。 单位：rad/s课后作业1如图7所示的装置可测量子弹的速度，其中薄壁圆筒半径为R，圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点(图中OO为圆筒轴线)。圆筒以速度v竖直向下匀速运动，若某时刻子弹沿图示平面正好水平射入a点，且恰能经b点穿出。图7(1)若圆筒匀速下落时不转动，求子弹射入a点时速度的大小；(2)若圆筒匀速下落的同时绕OO匀速转动，求圆筒转动的角速度应满足的条件。解析：(1)子弹做平抛运动，水平方向上有2Rv0t竖直方向上有vtgt2解得t，v0。(2)圆筒转动的角度是2的整数倍时，子弹恰好从a点到达b点，有2nt(n1,2,3，)解得(n1,2,3，)。答案：(1)v0(2)(n1,2,3，)2.图为某种品牌的共享单车的链轮、链条、飞轮、踏板、后轮示意图，在骑行过程中，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮同轴转动，已知链轮与飞轮的半径之比为，后轮直径为，当踩踏板做匀速圆周运动的角速度为时，后轮边缘处A点的线速度大小为（）ABCD教学反思8学科网（北京）股份有限公司