沪科版高一物理下册《匀速圆周运动》教案.docx
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1、沪科版高一物理下册匀速圆周运动教案高一物理匀速圆周运动快慢的描述第1节匀速圆周运动快慢的描述从容说课教材首先明确要探讨圆周运动中的最简洁的状况匀速圆周运动,接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念,最终推导出线速度、角速度、周期间的关系,中间有一个思索与探讨作为铺垫.关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是:通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料,让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别,有必要引入相关的物理量加以描述.学习线速度的概念,可以依据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生相识弧长与时间t的比值保持不变的特
2、点,进而引出线速度的大小与方向.同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.学习角速度和周期的概念时,应向学生说明这两个概念是依据匀速圆周运动的特点和描述运动的须要而引入的.即物体做匀速圆周运动时,每通过一段弧长都与转过肯定的圆心角相对应,因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间t的比值来描述,由此引入角速度的概念.又依据匀速圆周运动具有周期性的特点,物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述,为此引入了周期的概念.讲解并描述角速度的概念时,不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲解并描述概念的同时,要让学生体会到匀速圆周运动的特点:线速度的大小、角速度、周期和
3、频率保持不变的圆周运动.关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是:结合课件引导学生相识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同,但它们之间是有联系的,并引导学生从如下思路理解它们之间的关系:.教学重点1.理解线速度、角速度和周期;2.什么是匀速圆周运动;3.线速度、角速度及周期之间的关系.教学难点对匀速圆周运动是变速运动的理解,各量之间的关系及其应用.教具打算投影仪、投影片、多媒体、转台、小伞.课时支配1课时三维目标一、学问与技能1.知道什么是匀速圆周运动;2.理解什么是线速度、角速度和周期;3.理解线速度、角速度和周期之间的关系.二、过程与方法1.能够用匀速圆周运动的有关公式分析
4、和解决有关问题;2.培育学生建立模型的实力及分析综合实力;3.渗透科学方法的教化.三、情感看法与价值观通过描述匀速圆周运动快慢的教学,使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行探讨.教学过程导入新课物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?(例:冰上芭蕾运动员表演时在冰上留下一个个圆圈;游乐场中坐在空中转椅上的游客都在沿圆周运动;转动的电风扇上各点的运动;地球和各个行星绕太阳的运动等)今日我们就来学习最简洁的圆周运动匀速圆周运动.推动新课一、匀速圆周运动1.用多媒体投影一个质点做圆周运动,在相等的时间里通过相等的弧长.2.课件展示定义:质点沿圆周运动,假如在相等的时间
5、里通过的圆弧长度相同这种运动就叫匀速圆周运动.3.举例:通过放录像让学生感知:一个电风扇转动时,其上各点所做的运动,地球和各个行星绕太阳的运动,都认为是匀速圆周运动.4.试验:通过调整电风扇调速开关,每次风扇都做圆周运动,但快慢不同,过渡引入下一问题.二、描述匀速圆周运动快慢的物理量1.线速度物体在相等的时间里通过的圆弧长相等,如机械钟表针尖的运动.思索:匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性.用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢?a:分析:物体在做匀速圆周运动时,运动的时间t增大几倍,通过的弧长也增大几倍,所以对于某一匀速圆周运动而言,s与t的比值越大,物体运动得越快.b:线速度:物体做匀
6、速圆周运动的弧长与时间的比值.线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.线速度是矢量,它既有大小,又有方向.演示:水淋在小伞上,同时摇动转台.视察:水滴沿切线方向飞出.思索:说明什么?【合作探究】飞出的水滴在离开伞的瞬间,由于惯性要保持原来的速度方向,因而表明白切线方向即为此时刻线速度的方向.线速度的大小:v线速度m/ss弧长mt时间s线速度的方向:在圆周各点的切线方向上.探讨:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?结论:匀速圆周运动是一种非匀速运动,因为线速度的方向在时刻变更.2.角速度a:学生阅读课文有关内容.b:出示阅读思索题:角速度是表示_的物理量.角速度等于_和_的比值.角速度的单位是_.c:
7、说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的.d:强调角速度单位的写法rad/s.3.周期、频率和转速a:学生阅读课文有关内容b:出示阅读思索题:_叫周期,_叫频率,_叫转速.它们分别用什么字母表示?它们的单位分别是什么?阅读结束后,学生自己复述上边思索题.4.线速度、角速度、周期之间的关系a:过渡:既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量,那么它们之间有什么样的关系呢?b:用投影片出示思索题一物体做半径为r的匀速圆周运动它运动一周所用的时间叫_,用T表示.它在周期T内转过的弧长为_,由此可知它的线速度为_.一个周期T内转过的角度为_,物体的角速度为_.c:通过思索题
8、总结得到:d:探讨v=r当v肯定时,与r成反比;当肯定时,v与r成正比;当r肯定时,v与成正比.多媒体课件展示:三个量之间的关系思索:物体做匀速圆周运动时,v、T是否变更?(、T不变,v大小不变、方向变)讲解并描述:匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称,它是一种变速运动.三、实例分析(用投影片出示)【例题剖析1】分析下图中,A、B两点的线速度有什么关系?【老师精讲】主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中,皮带(链条)上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等.【例题剖析2】分析下列状况下,轮上各点的角速度有什么关系?【老师精讲】同一轮上各点的角速度相同.【例题剖析3】如下图所示为皮带传动装
9、置,主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮,O2上的轮半径为r,已知R=2r,设皮带不打滑,问:AB?BC?vAvB?vAvC?【老师精讲】A、B同轴,故AB11因B与C用皮带传动,所以vAvB11vBBRvCCr.【例题剖析4】一汽车发动机的曲柄每分钟转2400周,求:(1)曲柄转动的周期与角速度;(2)距转轴r=0.2m点的线速度.解析:(1)由于曲柄每秒钟转周,周期T为s;而每转一周为2rad,因此曲柄转动的角速度=rad/s=251rad/s;(2)已知r=0.2m,因此这一点的线速度v=r=2510.2m/s=50.2m/s.由上可知匀速转动物体的角速度与周期之间的关系是.四、巩固训
10、练1.做匀速圆周运动的物体线速度的_不变,_时刻在变,所以线速度是_(填“恒量”或“变量”),所以在匀速圆周运动中,匀速的含义是_.2.对于做匀速圆周运动的物体,哪些物理量是肯定的?3.某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1d2d3321,求:(1)秒针、分针、时针尖端的线速度之比;(2)秒针、分针、时针转动的角速度之比.4.一个圆环,以竖直直径AB为轴匀速转动,如图所示,则环上M、N两点的线速度的大小之比vMvN_;角速度之比MN_;周期之比TMTN_.5.如图所示,转轴O1上固定有两个半径分别为R和r的轮,用皮带传动O2轮,O2的轮半径是r,若O1每秒钟转了5圈,R1m,rr0.5m,则:
11、(1)大轮转动的角速度_rad/s;(31.4)(2)图中A、C两点的线速度分别是va_m/s,vc_m/s.参考答案:1.大小方向变量速率不变2.角速度周期3.(1)2160241(2)7201214.111115.(1)31.4(2)15.731.4课堂小结本节课学习了匀速圆周运动及描述匀速圆周运动快慢的物理量,要驾驭它们的含义及求解公式,弄清它们间的联系,为后面的学习作好打算.本章主要驾驭:1.匀速圆周运动的实质是匀速率圆周运动,它是一种变速运动.2.描述匀速圆周运动快慢的物理量:线速度:v=s/t角速度:=/t周期与频率:f=1/T相互关系:v=2r/T=2/Tv=r布置作业课本P67
12、作业4、5、6.板书设计1.匀速圆周运动(1)匀速圆周运动:质点沿圆周运动,假如在相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动就叫匀速圆周运动.(2)匀速圆周运动是变速曲线运动.2.线速度(1)概念:线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.用来描述做匀速圆周运动质点的运动快慢和方向.(2)大小:做匀速圆周运动的质点通过的弧长s与所用时间t的比值,即单位时间内通过的弧长,表示线速度的大小.(量度式)(3)方向:在圆周该点的切线方向上.(4)单位:m/s.3.角速度(1)概念:连接运动物体和圆心的半径转过的角度跟所用时间t的比值,叫做匀速圆周运动的角速度.(2)公式:角速度用来表示,有(量度式).(3
13、)单位:在SI制中,角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s.4.周期、频率和转速(1)周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.符号用T表示,单位是s.(2)频率:单位时间内运动的周数,即周期的倒数,叫做频率.符号用f表示,单位是Hz.f=1/T(3)转速:做匀速圆周运动的物体单位时间内转过的圈数叫转速.符号用n表示,单位是r/s、r/min.5.线速度、角速度、周期之间的关系.活动与探究视察与测量:请探讨一下自行车飞轮与中轴轮盘通过链条的连接关系:测量一下各自的半径,并思索验证两轮的角速度关系;边缘点的线速度大小关系;探讨一下“变速自行车”的变速原理.高一物理匀速圆周运动的实例
14、分析教案545.6匀速圆周运动的实例分析教学目标:(一)学问与技能1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。3、会在详细问题中分析向心力的来源。(二)过程与方法通过对几个实例的分析,使学生明确详细问题必需详细分析。(三)情感看法与价值观培育学生的分析实力、综合实力和推理实力,明确解决实际问题的思路和方法。教学重点:1、驾驭匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例教学难点:理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力供应的,而不是一种特别的力。教学方法:讲授法、分析归纳法、推理法教学过程
15、:(一)引入新课1、复习提问:(1)如何求解向心加速度?(2)向心力的求解公式有哪几个?2、引入:本节课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。(二)新课教学一、运用向心力公式的解题步骤:(1)明确探讨对象,确定它在哪个平面内做圆周运动,找到圆心和半径。(2)确定探讨对象在某个位置所处的状态,进行详细的受力分析,分析哪些力供应了向心力。(3)建立以向心方向为正方向的坐标,据向心力公式列方程。(4)解方程,对结果进行必要的探讨。二、实例分析1、火车转弯火车在平直轨道上匀速行驶时,所受的合力等于0,那么当火车转弯时,我们说它做圆周运动,那么是什么力供应火车的向心力呢?是由轮缘和外轨的挤压产生的外
16、轨对轮缘的弹力供应向心力,由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损害铁轨。所以,实际的弯道处的状况,如图:a、外轨略高于内轨。b、此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的,而是斜向弯道的内侧。c、此时支持力与重力的合力供应火车转弯所需的向心力。d、转弯处要选择内外轨适当的高度差,使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持力FN来供应这样外轨就不受轮缘的挤压了。2、汽车过拱桥和航天器中的失重问题如图,若汽车在拱桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,求汽车过桥的最高点时对桥面的压力?选汽车为探讨对象对汽车进行受力分析:受到重力和桥对车的支持力上述两个力的合力供应向心力、且向心力方向向下建立
17、关系式:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力,所以且通过与上例的类比,可以了解航天器中的失重的缘由,并由可以解出,当时座舱对航天员的支持力F支=0,航天员处于失重状态。3、离心运动做圆周运动的物体,它的线速度方向就在圆周的切线上,物体之所以没有飞出去,是因为它受到的合外力供应了它所需的向心力。当向心力突然消逝时,物体就沿切线飞出去;当向心力不足时,物体虽不会沿切线飞出去,也会渐渐远离圆心,即:(1)定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消逝或者不足以供应圆周运动所须要的向心力的状况下,将远离圆心运动出去,这种运动叫做离心运动。如图:(2)应用:离心干燥器、无缝钢管的生产、离心水泵4、实例探
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