高中物理人教版必修二第五章 《圆周运动》教学设计

精品资料 ........................................ 《圆周运动》教学设 计 精品资料 ........................................ 《圆周运动》教学设计 六盘水市第二实验中学 卢 毅 一、教材分析 本节课的教学内容为新人教版第五章第四节《圆周运 动》，它是在学生学习了曲线运动的规律和曲线运动的处理 方法以及平抛运动后接触到的又一类曲线运动实例。本节作 为该章的重要内容之一，主要向学生介绍了描述圆周运动快 慢的几个物理量，匀速圆周运动的特点，在此基础上讨论这 几个物理量之间的变化关系，为后续学习圆周运动打下良好 的基础。 二、学情分析 通过前面的学习，学生已对曲线运动的条件、运动的合成 和分解、曲线运动的处理方法、平抛运动的规律有了一定的 了解和认识。在此基础上了，教师通过生活中的实例和实 物，利用多媒体，引导学生分析讨论，使学生对圆周运动从 感性认识到理性认识，得出相关概念和规律。在生活中学生 已经接触到很多圆周运动实例，对其并不陌生，但学生对如 何描述圆周运动快慢却是第一次接触，因此学生在对概念的 表述不够准确，对问题的猜想不够合理，对规律的认识存在 疑惑等。教师在教学中要善于利用教学资源，启发引导学生 大胆猜想、合理推导、细心总结、敢于表达，这就能对圆周 运动的认识有深度和广度。 三、设计思想 精品资料 ........................................ 本节课结合我校学生的实际学习情况，对教材进行挖掘和 思考，始终把学生放在学习主体的地位，让学生在思考、讨 论交流中对描述圆周运动快慢形成初步的系统认识，让学生 的思考和教师的引导形成共鸣。 本节课结合了曲线运动的规律及解决方法，利用生活中曲 线运动实例（如钟表、转动的飞轮等）使学生建立起圆周运 动的概念，在此基础上认识描述圆周运动快慢的相关物理 量。总体设计思路如下： 列举生活中的圆周运动实例，总结 圆周运动特点，得出圆周运动概 念。 提出问题：如何描述圆周运动的快慢。学生思考、讨 论、交流，教师引导学生得出：用时间△t 内物体通 过的圆弧长△S 与时间△t 的比值来描述，即线速度 的概念 提出问题：大圆与小圆以相同的线速度运动，它们转动快慢 的程度一样吗？引导学生分析得出：用时间△t 内物体与圆 心的连线转过的角  与时间△t 的比值来描述，即角速度概 利用极限思想，类比直线运动的瞬时速度，认识圆周 运动线速度的瞬时性、线速度的矢量性，得出匀速圆 周运动概念，认识圆周运动是变速运动。 提出问题：除了用线速度、角速度描述圆周运动快慢，能否用 其它物理量描述圆周运动的快慢？学生思考、讨论交流，教师 引导分析，利用物体做圆周运动转过一圈所需要时间多少来描 述圆周运动的快慢，即周期。 提出问题：线速度、角速度、周期都可以从不同角度描述圆周运 动的快慢，它们之间存在什么样的关系呢？引导学生利用线速 度、角速度与周期的定义式，推导出线速度、角速度、周期之间 课后小结：本节课的学习内容和研究方法 精品资料 ........................................ 四、教学目标 (一)、知识与技能 1、知道什么是圆周运动、匀速圆周运动。理解线速度、角速度、周期的概念，会用线速度 角速度公式进行计算。 2、理解线速度、角速度、周期之间的关系，即 rrTv   2 。 3、理解匀速圆周运动是变速运动。 4、能利用圆周运动的线速度、角速度、周期的概念分析解决生活生产中的实际问题。 （二）、过程与方法 1、知道并理解运用比值定义法得出线速度概念，运用极限思想理解线速度的矢量性和瞬时 性。 2、体会在利用线速度描述圆周运动快慢后，为什么还要学习角速度。能利用类比定义线速 度概念的方法得出角速度概念。 (三)、情感、态度与价值观 1、通过极限思想的运用，体会物理与其他学科之间的联系，建立普遍联系的世界观。 2、体会物理知识来源于生活服务于生活的价值观，激发学生的学习兴趣。 3、通过教师与学生、学生与学生之间轻松融洽的讨论和交流，让学生感受快乐学习。 五、教学重点、教学难点 （一）、教学重点 1、理解线速度、角速度、周期的概念 2、掌握线速度、角速度、周期之间的关系 （二）、教学难点 1、理解线速度、角速度、周期的物理意义及引入这些概念的必要性。 2、理解线速度的瞬时性和矢量性，理解匀速圆周运动是变速运动。 六、教学准备 多媒体课件、多媒体计算机、挂钟 七、教学方法 教师启发、引导；学生讨论、交流；教师讲授；师生共同推理、归纳总结。 八、课时安排 ：1 节课 精品资料 ........................................ 九、教学过程 （一）、引入新课 1、多媒体课件展示生活中的各类圆周运动实例，如：地球绕着太阳运动，电子绕着原子核 运动等） 2、实物展示：钟表指针的转动、纸风车的转动、电风扇的转动等 提出问题：它们的运动轨迹有什么特点，做什么运动？ 生：它们的轨迹都是圆，做圆周运动。 师：同学们回答得很好。这就是本节课我们要学习的圆周运动。 （二）新课教学 （观看转动快慢不同的大轮和小轮多媒体视频） 师：大轮和小轮都在做圆周运动，它们转动的快慢一样吗？ 生：它们转动的快慢不一样，大轮转动慢，小轮转动快。 提出问题：我们如何描述做圆周运动物体转动快慢呢？ （学生仔细观察齿轮传动装置，亲自动手实践，分组讨论交流，展示讨论结果并说出原 因） 根据学生提出的方案，师生共同分析总结，描述圆周运动快慢的方法可能有以下几种： （1）比较在相同时间内转过的弧长（或比较转过相同弧长所需要的时间）。 （2）比较相同时间物体与圆心连线转过的角（或物体与圆心连线转过相同角所需要的时 间）。 （3）比较在相同时间内转过的圈数（或转过相同圈数所需要的时间）。 （4）比较物体转过一圈所需要的时间 师：同学们观察的非常仔细，提出的方案也非常棒！我们的确可以从这些方面来描述圆周 运动的快慢。 (教师在对学生赞许时，注意利用表情语言、肢体语言向学生传递由衷的赞美，让学生感受 到探究后的成就感) 师：我们怎样用物理概念来表述同学们提出的这些方法呢？根据同学们提出的方法，我们 来一一学习描述圆周运动快慢的物理量。 1、线速度（v） 学生阅读课本，思考并讨论以下问题： 精品资料 ........................................ （1）、线速度的定义及其表达式是怎样的，线速度的单位是什么？ （2）、线速度的物理意义是什么？ （3）、线速度的方向怎样，如何确定线速度方向？ （4）、线速度是瞬时速度还是平均速度？ 学生阅读课本后，利用多媒体课件直观形象地展示线 速度相关知识，从多角度让学生体会认识线速度,师 生互动总结得出: (1)、定义：质点做圆周运动通过的弧长 s 与 所用时间 t 的比值叫做线速度。 表达式： t sv   单位： sm 物理意义：描述质点做圆周运动时通过弧长的快慢。 （2）、线速度方向是过圆周上该点的切线方向。（观察砂轮切割金属的工作视频） （引导学生分析： 0t 时，则 t sv   所求得的线速度 v 表示质点做圆周运动的瞬时速 度）。 （3）、线速度是瞬时速度。 2、匀速圆周运动 （展示大挂钟，让学生观察钟表秒针转动情况） 提出问题：秒针尖端在相等的时间内通过的弧长有什么特点，线速度的大小和方向有什么 有什么规律？ （学生思考后分组讨论交流，并展示小组讨论交流结果） 师生互动共同总结： 秒针尖端在相等时间内通过的弧长相等。任意时刻秒针尖端的线速度大小相等，方向在 时刻变化。 师：我们把线速度大小不变的圆周运动叫做匀速圆周运动。 提出问题：匀速圆周运动是变速运动还是匀速运动，匀速圆周运动中的“匀”指的是什么意 思？ 引导学生通过类比匀速直线运动运动概念，分析得出： A V A △S VB △t B 精品资料 ........................................ 匀速圆周运动的线速度方向时刻变化，所以是变速运动。“匀”指线速度的大小（速率）不 变，而方向时刻改变。 （多媒体展示皮带传动装置，分析在转动过程中，主动轮与从动轮在皮带连接处线速度大 小相等） 提出问题：主动轮和从动轮相比，谁转得快谁转得慢？你是怎样 描述的，请说出你的描述方法。 学生可能会从不同角度对其快慢进行描述，师生互动，共同总结 出描述的方法如下： （1）、比较相同时间质点与圆心联系转过角的大小（或转过相同角所需要时间的多少）。 （2）、比较相同时间转过的圈数（或转过相同圈数所需要的时间）。 （3）、比较转一圈所需要的时间。 （注意：在和学生交流时，应多用鼓励和赞赏的语句。如“很好”、“很棒”、等。激发学生 求知欲望.） 过渡：同学们的想法都很好！我们都可以从这些方面描述圆周运动的快慢，我们如何从质 点与圆周连线扫过的角度来描述圆周运动的快慢呢？ 3、角速度( ) 学生阅读课本相关内容，并思考下列问题： （1）、角速度定义及表达式是怎样的，角速度的单位是什么？ （2）、30°，45°，60°，90°，180°，360°，用弧度作单位该怎么表示？ （3）、角速度的物理意义是什么？ （4）、匀速圆周运动的角速度有什么特点？ 师生互动，共同总结如下： （1）、定义：质点与圆心连线扫过的角度  与所用时间 t 的比值叫角速度。 表达式： t   （强调：  是用弧度表示，如果扫过的角度是用度表示，应把角度 转化为弧度） 单位： srad/ 或 1s （2）、 半径 弧长弧度  例如：设半径为r，30°角所对应的弧度为： 6 180/)30( 00   r r ，同 理 VB VA 精品资料 ........................................ 45°，60°，90°，180°，360°分别对应的弧度为 弧度 4  、 弧度 3  、 弧度 2  、 弧度 、 弧度2 （3）、物理意义：描述质点与圆心连线转过角度的快慢。 （4）、匀速圆周运动是角速度不变的运动。 4、周期(T)和转速(n) 师：同学们总结得非常好！除了用线速度、角速度描述圆周运动快慢，我们还能不能用其 他方式来描述呢？请同学们观察挂钟的秒针、分针、时针，如何比较它们转动快慢？ （展示挂钟，让学生观察思考） 教师引导，学生讨论交流，共同得出结论： （1）、比较转一圈所需要时间的。 （2）、比较 1s 或 1min 时间内转过的圈数。 学生阅读课本相关内容，思考一下问题： （1）、转一圈所需要的时间叫什么？ （2）、符号是怎样的，单位是什么？ （3）、1s 或 1min 时间内转过的圈数叫什么？ （4）、符号是怎样的，单位是什么？ 师生互动，共同总结如下： （1）、转一圈所需要的时间叫周期 （2）、符号是：T；单位是：秒（s） （3）、1s 或 1min 时间内转过的圈数叫转速 （4）、符号是：n，单位是： min// rsr 或 T 越大，质点转动得越慢；T 越小，质点转动得越快。 n 越大，质点转动得越快；n 越小，质点转动得越慢。 过渡：对同一个质点做圆周运动，我们可以从不同角度来描述它转动的快慢，那么它们之 间有什么关系呢？ 5、线速度与角速度的关系 （展示质点做匀速圆周运动的多媒体动画） 请同学们思考以下问题： （1）、质点转一圈的弧长、时间、质点与圆心连线转过的角度（弧度制）怎么表示？ r o 精品资料 ........................................ （2）、质点转一圈过程中，线速度、角速度如何表示？线速度与角速度有怎样的关系？ 师生互动，共同总结如下： （1）质点转一圈的弧长为： rs 2 时间为：T 质点与圆心连线转过的角度；  2 （2）、质点转一圈过程中 线速度： T r T sv 2 角速度： TT  2 线速度与角速度的关系： rv  请同学们根据线速度与角速度的关系式分析线速度、角速度、半径的变化关系。 师生互动，共同分析得出结论如下： （1）、 r 一定， v 与 成正比； （2）、 一定， v 与 r 成正比； （3）、 v 一定， 与 r 成反比。 过渡：同学分析总结的非常好！现在我们来看看我们生活中两种常见的转动 （1）、同轴转动 （2）、皮带传动 （多媒体课件展示） 请同学们仔细观察，思考讨论交流以下问题： （1）、同轴转动过程中，线速度、角速度、周期、转速有什么关系？ （2）、皮带传动过程中，线速度、角速度、周期、转速有什么关系？ 师生互动，共同总结如下： （1）、同轴转动过程中，角速度、周期、转速相同，线速度不同。 （2）、皮带传动装置中，在皮带连接处，线速度大小相等，角速度、周期、转速不同。 师；以上两个结论是我们在今后的学习中经常用到的，请同学们要引起重视。 6、课堂小结 请学生根据板书概括总结本节课学习的内容： (1)、描述圆周运动快慢的物理量：线速度、角速度、周期和转速。 （2）、匀速圆周运动的概念及其特点。 （3）、线速度与角速度的关系： rv  7、作业布置： （1）、复习本节课学习内容。 B o1 o2 CA 精品资料 ........................................ （2）、课后“问题与练习”第 1 题、第 2 题、第 3 题。 十、板书设计 第四节：圆周运动 一、线速度（v） 1、定义：质点做圆周运动通过的 弧长 s 与 所用时间 t 的比值。 2、表达式： t sv   单位： sm 3、矢量性：方向沿该点的切线方向 瞬时性：线速度是瞬时速度 4、物理意义：描述质点做圆周运动时弧长改 变的快慢。 5、匀速圆周运动是线速度大小不变、方向时 刻改变的圆周运动。 二、角速度（ ） 1、定义：质点与圆心连线扫过的角度  与 所用时间 t 的比值叫角速度。 2、表达式： t   单位：rad/s 或 1s 3、物理意义：描述质点与圆心连线转过角 度的快慢。 三、角速度与线速度的关系 1、推导： rs 2 时间为：T  2 T r T sv 2 TT  2 线速度与角速度的关系： rv  四、周期（T）与转速（n） 1、周期 定义：转一圈所需要的时间叫周期。 单位：秒（s） 2、转速（n） 定义：1s 或 1min 时间内转过的圈数叫转 速。 单位：rad/s 或 1s 教学反思： 本节内容的概念比较多，学生虽然对圆周运动并不陌生，但对概念的准确理解和掌握还 依然存在困难。因此在教学过程中教师应让学生正确建立起圆周运动模型，在此基础上让 精品资料 ........................................ 学生准确理解和掌握描述圆周运动快慢的物理概念及其表达式，使学生对圆周运动有初步 认识。 1、本节课的亮点 （1）、利用生活中常见的圆周运动实例及多媒体动画，形象直观地让学生通过观察它们的 运动特点，从形象思维到理性思维，在教师的引导下，客观地认识圆周运动。 （2）、在教学中充分体现了学生为学习主体的作用，在思考与讨论交流中锻炼了学生的独 立思考能力，培养学生共同合作的精神。在和谐而又轻松愉快的气氛中，激发了学生的学 习兴趣和学习潜能。 2、不足之处 （1）、对线速度的瞬时性没有采用学生易于接受和理解的方法和方式。 （2）、没有给学生对所学知识学以致用的机会。