5.4 圆周运动(1)
教学
目标
一、知识与技能
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
学会根据匀速圆周运动的有关公式分析和解决问题,进一步理解物理概念的学习方法.
三、情感态度与价值观
通过描述匀速圆周运动快慢的物理量的教学,使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究,同时它们之间既有区别,又有联系,要学会全面地认识问题的方法。
重点
难点
教学重点:1.什么是匀速圆周运动;2.描述匀速圆周运动的物理量以及各物理量之间的联系.
教学难点:理解描述匀速圆周运动快慢的各个物理量之间的联系
教具
准备
多媒体
课时
安排
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教学过程与教学内容
教学方法、教学手段与学法、学情
【新课引入】
1.实例观察
[录像剪辑]地球和各个行星绕太阳的运动.
转动的电唱机上每一点的运动.
电风扇转动时各点的运动.
2.归纳导入
[学生观察]这几个运动的共同点是其轨迹是圆周.
【新课教学】
一、匀速圆周运动
1.圆周运动:物体的轨迹是圆周的运动
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①变速圆周运动实例
②匀速圆周运动实例
[思考]圆周运动包括匀速圆周运动和变速圆周运动,二者如何区分呢?
[学生活动设计]①再次观察两运动
②提示观察重点后再观察
观察重点:相等时间内通过的弧长关系.
[学生归纳]①变速圆周运动:相等时间内通过的弧长不等.
②匀速圆周运动:相等时间内通过的弧长相等.
2.匀速圆周运动:做圆周运动的物体,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动.
[说明](1)匀速圆周运动是最简单的圆周运动,类似于匀速直线运动是最简单的直线运动.
(2)其轨迹是圆周,是曲线,所以说是曲线运动.
[多媒体展示]
一个电风扇选用不同的档位时,叶片转动快慢不同,但都是匀速圆周运动.
[设疑]那如何来描述匀速圆周运动的快慢呢?
二、描述匀速圆周运动快慢的物理量
[投影]阅读提纲
(1)线速度的物理意义
(2)线速度的定义
(3)线速度的定义式
(4)线速度的方向
(5)匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗?
[师生互动]投影知识点并点评
1.线速度
学生概括,教师总结
给出阅读提纲,学生先归纳,然后师生互动加深学习
(1)结合阅读提纲阅读课本内容
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(1)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.
(2)定义:质点做圆周运动通过的弧长和所用时间t的比值叫做线速度.(比值定义法)
(3)大小:v=.单位:m/s(s是弧长,非位移)
(4)方向:在圆周各点的切线上
(5)“匀速圆周运动”中的“匀速”指的速度的大小不变,即速率不变;而“匀速直线运动”中的“匀速”指的速度不变是大小方向都不变,二者并不相同.
[结论]匀速圆周运动是一种变速运动.
2.角速度
[多媒体展示]模拟唱片运动.在其上放一物体随唱片做匀速圆周运动.特写其与圆心的连线及其扫过的面积.
[学生活动设计]①仔细观察各种情况,注意特写.
②尝试自己归纳知识点.
(1)物理意义:描述质点转过的圆心角的快慢.
(2)定义:在匀速圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间t的比值,就是质点运动的角速度.
(3)定义式:ω=,单位:rad/s.
3.周期和频率
[学生活动]阅读课本相关内容
(1)周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间.单位:秒(s)符号T.
(2)频率:物体在1 s内(单位时间)完成匀速圆周运动的圈数.单位:赫兹(Hz)或s-1,符号f.
(3)二者关系:互为倒数即T·f=1
(4)物理意义:都是描述物体做圆周运动快慢的.
(2)尝试自己归纳知识点
(3)交流讨论,查缺补漏
教师提示,学生归纳
类比归纳知识点
师生互动,查缺补漏
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(5)转速:单位时间内转过的圈数
同频率,符号n,单位:转/秒(r/s)
[点拨应用]一个质点绕半径为r的圆周匀速运动,它的周期为T,试求质点的线速度v和角速度ω.
[结论]投影同学的解题结果.
v= wω=
三、线速度、角速度、周期的关系
1.线速度和角速度的关系
[学生推导]
[补充推导]
[讨论]v=rw的讨论
[学生活动设计]
[投影展示成果]
(1)r 一定时,v与w成正比.
(2)v一定时,w与r成反比.
A层次:独立思考求解.
B、C层次:尽可能独自结合定义求解.
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(3)w一定时,v与r成正比.
[课件模拟]
如下图靠皮带传送的两轮不打滑时,轮边缘上的点的线速度相等,因为在相等时间内边缘上各点走过的弧长相等.
共轴转动的A、C两点与圆心的连线在相等时间内转过相同的角度,所以它们的角速度一样.
[课件模拟]
如下图观察并分析A、B两点的线速度及A、C两点的角速度的关系.
2.v=2πr/T=2πr·f ω=2π/T=2π·f
[强化训练]
如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动中皮带不打滑,则( D )
A.a点与b点的线速度大小相等
B.a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的线速度大小相等
D.a点与d点的角速度大小相等
[题后总结]这类问题的解题关键在于确定各个点是线速度相等还是角速度相等.要都看不出来则借助中间量推导.
【课堂小结】
齿轮传动时,接触点处速度大小、方向都相同,因此轮缘上各个点线速度大小相等,同一轮上各点的角速度相等
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[例题分析]地球半径R=6400 km,站在赤道上的人和站在北纬60°的人随地球转动的角速度多大?它们的线速度多大?
解:ωA=ωB=7.2×10-5 rad/s
vA=460.8 m/s vB=230.4 m/s
【布置作业】1.复习本节知识点
2.课后作业
3.预习下节内容
4.思考题
板
书
5.7 圆周运动
教学
反思
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