【教案】圆周运动+教学设计高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

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1、第六章 圆周运动 第1节 圆周运动 教学设计课题6-1 圆周运动课型新课课时2主备人教学目标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。学习重点1、建构线速度、角速度、周期、频率、转速等概念。2、理解和掌握线速度和角速度的关系。学习难点1、理解线速度和角速度的物理意义，运用线速度和角速度描述圆周运动的快慢。2、理解和掌握线速度和角速度的关系。学情分析本节涉及圆周运动、匀速圆周运动，以及描述匀速圆周运

2、动的线速度、角速度、周期和转速等概念。圆周运动与日常生产、生活紧密相连，学好圆周运动的知识，不仅为解释生活中的现象和解决相关问题奠定了基础，也为下一章学习万有引力定律打下了知识基础。本节是典型的概念课，本节教学的重点是线速度、角速度、周期和转速等概念，教师应构建积极有意义的情境，让学生体会到建立“线速度”“角速度”“周期”和“转速”等概念的必要性，通过问题引导学生建立这些概念。教学中可以多展示一些物体做圆周运动的场景，并把场景问题细化、分解，引导学生层层递进思考。核心知识1、线速度、角速度、周期、频率、转速等概念。 2、线速度、角速度、周期、频率、转速之间的关系。核心素养1、物理观念：通过对圆

3、周运动知识的学习，培养学生对同一问题多角度进行分析研究的物理观念。2、科学思维：通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。3、科学探究：通过课堂展示圆周运动场景的观察，引导学生归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量。4、科学态度与责任：经历观察、分析总结、及探究等学习活动，培养学生多角度分析问题、全面客观反映事实的科学态度。教学内容及教师活动设计学生活动设计归纳总结环节一：引入新课教师活动：展示图片，引入新课展示圆周运动场景动图：通过动图创设物体做圆周运动的场景，让学生分析这些运动的共同点。引导学生归纳圆周运动的定义。并引导学

4、生从速度方向不断变化的角度认识圆周运动的性质。总结导入：圆周运动也是一种常见的曲线运动，从本节开始，我们将探索圆周运动所遵循的规律，以及这些规律在日常生活和科学技术中的应用。教师活动：继续引出圆周运动快慢的描述问题，引导学生思考讨论。思考讨论：将自行车后轮架起，转动脚踏板，比较A、B、C哪个点运动得更快些？你能说出判断运动快慢的依据吗？提问：大轮和小轮哪个转得快？皮带上A点和B点哪个运动得更快？大轮上的B点和C点哪个运动得更快，B点转过一圈时，C点转过了多少？ 提示：可以比较物体在相同的时间内通过的圆弧的长短；相同的时间内半径转过的角度大小。通过多角度提问，引导学生多角度思考问题，引出冲突，让

5、学生充分体会到在圆周运动的快慢的描述上，还不能达成一致的意见，关于圆周运动的快慢问题，还需要找到新的描述的方法。学生活动：观察、思考，归纳圆周运动的定义。并尝试分析圆周运动的性质。学生活动：思考，讨论、回答问题、交流观点。一.圆周运动1.定义：在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。2、圆周运动的性质：圆周运动是变速曲线运动环节二：进行新课二、线速度教师活动：细化问题，逐一突破思考讨论1：如何比较B、C两点做圆周运动的快慢呢？教师根据学生回答情况，帮助学生归纳比较的方法：相同时间，比较通过的弧长。进一步引导学生用来描述B、C的快慢。思考讨论2：能否用 描述圆周运动的快

6、慢呢？教师在学生用 比较B、C两点运动快慢的基础上，进一步通过建模引发学生思考：能否用 来描述圆周运动的快慢。教师活动：讲解、归纳、给出线速度的定义。为了描述物体经过A点附近时运动的快慢，可以取一段很短的时间t，弧长s 与时间t的比值反映了物体在A点附近运动的快慢，如果t取得非常小， 就可以表示物体在A点时运动的快慢，称为线速度。教师活动：进一步细化问题，引导思考线速度平均值和平均速度的区别，并从极限思想的角度，让学生认识到线速度瞬时值就是瞬时速度。思考： 算出来的是线速度的平均值还是瞬时值？线速度的平均值等于平均速度吗？教师总结：如果没有特别说明，以后我们说线速度，指的就是瞬时线速度。教师活

7、动：引导学生分析、归纳线速度的方向、单位、物理意义。 教师活动：展示钟表图片通过钟表秒针的运动引出匀速直线运动的概念。引导学生归纳定义匀速圆周运动。教师活动：引导学生准确把握“匀速”的含义，明确匀速圆周运动的性质是变速曲线运动。思考讨论：匀速圆周运动是匀速运动吗？怎么理解匀速圆周运动中的“匀速”？三、 角速度 教师活动：出示自行车齿轮图片教师说明：自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。思考：大、小齿轮边缘的点的线速度相等，是否就可以认为大小齿轮的圆周运动一样快呢？教师讲解：由于两个齿轮的半径不同，因而相等时间

8、内大、小齿轮边缘的点转过的角度不同，也就是说大小齿轮转动的快慢是不一样的。线速度并不能描述大、小齿轮转动的快慢。所以我们还需引入新的物理量来描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。教师活动：给出角速度的定义，引导学生尝试用角速度描述不同圆周运动转动的快慢。理解角速度的物理意义。教师活动：讲解角速度的单位思考：角速度的单位是什么呢？讲解：圆心角的大小可以用弧长和半径的比值来描述即： l/r ，这个比值是没有单位的，为了描述的方便，我们“给”这个比值一个单位，叫作“弧度”，用“rad”表示。注意：弧度不是通常意义上的单位。有了弧度的定义后，可得到角速度的单位：rad/s。教师活动：讲解匀速圆周运动是

9、角速度不变的圆周运动。教师活动：引导学生思考线速度和角速度在描述圆周运动快慢问题上的区别。说一说：结合A、B、C三点的运动，说一说线速度和角速度在描述圆周运动快慢上的区别。教师活动：归纳总结，引发思考。通过比较线速度和角速度在描述圆周运动的快慢的侧重点不同，引导学生学会多角度分析、思考问题。同时，进一步引导学生思考，还有没有其它描述圆周运动快慢的其他方法？引出周期、频率、转速等概念。四、周期、频率和转速设问：还有没有其它物理量可以描述圆周运动的快慢呢？教师活动：引导学生自学课文，归纳总结。五、v、 、T(f 、n)的关系教师活动：出示问题，引导思考思考讨论：说一说线速度与角速度有什么关系？提示

10、：B、C两点角速度相同，但B点处半径大，所以B点的线速度大。思考：线速度、半径、角速度三者之间有什么关系呢？教师活动：进一步引导学生从弧长、弧度、半径之间的关系，找到线速度、角速度、半径之间的关系。教师活动：引导学生阅读课文，推导v、 、T(f 、n)之间的关系。 例题讲解：讲解例题，学以致用 学生活动：学生通过比较，发现B、C两点转一圈用时总是相同，但B通过的圆弧要更长，得出B运动得更快。学生活动：尝试用 描述B、C两点的运动快慢。注意到，比值越大，表示运动越快。学生活动：思考用 描述圆周运动快慢的可行性。学生活动：认真听讲，体会比值定义法定义物理量的魅力。学生活动：思考并回答问题。明确线速

11、度的平均值和平均速度不同，线速度的瞬时值等于瞬时速度。体会极限思想在物理上的应用。学生活动：在老师引导下，分析归纳线速度的方向、单位和物理意义。学生活动：通过匀速圆周运动实例分析，归纳出匀速圆周运动的定义。学生活动：深刻理解匀速圆周运动中的“匀速”二字。学生活动：认识到虽然大、小齿轮边缘的点的线速度相等，但无法描述大小齿轮转动的快慢。学生活动：理解角速度的意义，并尝试用角速度比较钟表时针、分针、秒针的转动快慢。学生活动：认真听讲，知道弧度的定义，理解、掌握角速度的单位。学生活动：分别说出A、B、C三点线速度和角速度的大小关系。注意理解线速度和角速度在描述快慢上的侧重点不同。学生活动：阅读课文，

12、认识周期、频率、转速等概念。学生活动：注意到B、C两点角速度相同，但线速度不同，B处半径更大，是关键原因。尝试从线速度、角速度、半径分析三者之间的关系。学生活动：从线速度和角速度定义式出发，结合一个周期内的弧长和弧度分析，写出线速度和角速度的周期表达式。学生活动：思考、分析、解答。通过v、 、T之间关系式的应用，加深对三者关系的理解。二、线速度1、 定义：质点做圆周运动通过的弧长s 和所用时间t的比值叫做线速度。2、线速度的方向：线速度的方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。3、单位： m/s4、描述质点沿圆周运动的快慢。5、 匀速圆周运动定义：物体沿着圆周运动，且线速度的大小处处相等的运动叫

13、做匀速圆周运动。性质：匀速圆周运动是变速曲线运动。二、 角速度：1、定义：质点所在的半径转过的圆心角和所用时间t的比值叫做角速度。2、定义式：3、物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。4、单位：rad/s5、匀速圆周运动是角速度不变的运动。总结：线速度：侧重描述物体沿圆周运动的快慢。角速度：侧重描述物体绕圆心转动的快慢。四、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作周期，用 T 表示，它的单位与时间的单位相同。2、频率：周期的倒数叫频率，用 f 表示，单位HZ。（表示一秒内转过的圈数，频率越高表明物体运转得越快。）3、转速：物体转动的圈数与所用时间之比，常用符号 n

14、表示.转速的单位：转每秒（r/s），或转每分（r/min）。五、v、 、T(f 、n)的关系1、线速度与角速度的关系：vr由于 vs/t /t， 当以弧度为单位时，s/r，由此可得：vr2、v与T的关系：3、与T (f n)的关系：环节三：进行新课教师活动：拓展延伸1.皮带传动问题思考与讨论1:图为皮带传动装置，试分析A、B两点的线速度及角速度关系。2.同轴传动问题思考与讨论2:图为同轴传动装置，试分析A、C两点的角速度及线速度关系。3.齿轮传动问题思考与讨论3:如图为齿轮传动装置，两个齿轮轮齿啮合，试分析A、B两轮的转速和齿数之间的关系。教师引导：可设置齿数比为：20:10、30:10、40

15、:10，引导学生思考转速的区别。课堂练习1、如图所示为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了()A提高速度 B提高稳定性C骑行方便 D减小阻力答案： A2、两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，AB两点的半径之比为2：1，CD两点的半径之比也为2：1，下列说法正确的是()A. A、B两点的线速度之比vA：vB=1：2B. A、C两点的线速度之比vA：vC=1：1C. A、C两点的角速度之比A：C=1：2D. A、D两点的线速度之比vA：vD=1：2答案：C3、如图，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，a是位于赤道上的一点，b是位于北纬30的一点

16、，则下列说法正确的是( )A. a、b两点的运动周期都相同B. 它们的角速度是不同的C. a、b两点的线速度大小相同D. a、b两点线速度大小之比为2：答案： AD学生活动：思考、讨论。得出A、B线速度相等，角速度与半径成反比。学生活动：思考、讨论。得出A、C角速度相等，线速度与半径成正比。学生活动：在老师指导下思考齿数比为：20:10、30:10、40:10时A、B的转速之比。得出转速之比等于齿数的反比。学生活动：当堂练习，学以致用，加深理解。1.皮带传动：皮带传动时，在相同的时间内，A、B两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相同；又vr，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小

17、：A：BrB：rA 2.同轴传动：同轴传动时，在相同的时间内，A、C两点转过的角度相等，所以这两点的角速度相同； 又因为vr，当一定时，线速度与半径成正比。 3.齿轮传动： 两个齿轮轮齿啮合，A转过一个齿时，B也转过一个齿，设A的齿数为N1，B的齿数为N2，则：nA/nBN2/N1板书设计6.1 圆周运动一、圆周运动:在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。二、线速度1、v=s/t 2、匀速圆周运动任意相等时间内通过的圆弧长度相等。三、角速度=/t单位：rad/s；匀速圆周运动是角速度不变的运动。四、周期、频率和转速五、v、 、T(f n)的关系1、v与T的关系：v= 2r/T2、与T (f n)的关系：= 2/T= 2f =2n作业设计1、教材习题：p26 1.2.3课堂练习。 2、教材习题：p26 4课后作业。3、教辅书：优化设计。教学反思第 9 页 共 9 页学科网（北京）股份有限公司