圆周运动教学设计_高三圆周运动教学设计

教学设计 时间:2020-02-27 18:28:15 收藏本文下载本文
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《圆周运动》教学设计

一、教材分析 《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第5节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后,接触到的一较复杂的曲线运动。本章是承前启后的一章,后面万有引力,带电粒子在磁场中运动,都要用到圆周运动知识。前面学习了运动学动力学,这一章实际上是运动学动力学的进一步拓展和延伸。基本思路都是先描述运动,再研究力和运动。本节内容作为该圆周运动的起始部分,主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念,学会描述圆周运动,为后继的学习打下一个良好的基础。

• 1.在概念引入上,老教材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、转速等概念,而新教材是从极限的思想引入线速度、角速度的概念,只是在周期,转速的概念才在匀速圆周运动中提出的,比较严谨,规范。思维的弹性变大了,教学的难度也增大了。

• 2.对于频率,教材没有提到,主要是因为这一节概念较多,避免加深学生负担。在新课讲解中,可以暂时不提。

• 3.教材增加了对弧度的认识,这是对数学知识的补充。角速度的概念学生初次接触,应使学生有确切理解。

• 4.线速度和角速度的关系教材是建立在极限思想上提出思维,我觉得还是应该补充v。ω。T之间的关系,毕竟学生初次接触线速度和角速度,主要问题还是该放在匀速圆周运动中解决。

• 5.引入线速度角速度的概念,直接采用教材上以自行车的运动引入。

二.学情分析

1.瞬时速度的概念有一定的认识,但理解还有难度

2.初步的极限思想已有,可以进行简单应用

3.对直线运动的描述有较深的理解

4.生活中的圆周运动有较多的感性认识

三、教学目标 1.知识与技能

①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。理解线速度的概念;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算。

②理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T。③理解匀速圆周运动是变速运动。

④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。2.过程与方法

1.联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例,找出共同特征。

2.通过课堂演示实验的观察,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:线速度大小,角速度大小,周期T、转速n等。

3.运用数学知识推导角速度的单位 4.探究线速度与周期之间的关系 5.运用极限法理解线速度的瞬时性。3.情感、态度与价值观

• 1.经历观察、分析总结、及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。• 2.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.通过亲身感悟,使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量(线速度、角速度、周期等)以及它们相互关系的感性认识。

• 4.体会应用知识的乐趣。

4、教学重点、难点

• 1.重点 • 线速度、角速度、周期的概念以及它们之间的联系。• 匀速圆周运动的特点。• 2.难点 • 理解线速度的瞬时性; • 理解匀速圆周运动是变速运动

极限思想一直都在进行能力渗透,在这节课依然是难点,线速度的瞬时性,矢量性学生理解是有困难的。

四、教学方法与手段

本课主要采用讲授法和探究法,以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创造思维的培养,充分发挥学生的主动性。虽然本节内容比较抽象,但生活中做圆周运动的现象却随处可见,因此教学中应化抽象为形象,再运用教师启发、引导,学生推理、讨论、归纳,通过师生互动,生生互动等让学生主动的去探究知识,循序渐进地达到教学目的。

1.认识圆周运动。展示一些物体的圆周运动情景,展示图片,播放学生感兴趣的视频,要求学生观察物体运动的轨迹形状,总结圆周运动的特点。设计意图:取材源于生活,容易激发学习兴趣,培养学生归纳总结的能力,同时为快慢的描述做铺垫

2.引入线速度角速度的概念。引入概念在这堂课中至关重要。从直线运动到曲线运动转变是很大的,既要引起认识上的冲突,又要过渡自然。直接采用教材上以自行车的运动引入。

3。学习线速度的概念,让学生阅读,自主学习,讨论问题生生互动,师生互动后,概括总结。全方位学习小结线速度的概念;讨论匀速圆周运动的线速度是不变的吗?

4.学习角速度和周期的概念时,不要求向学生强调角速度的矢量性。在讲述概念的同时,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、周期保持不变的圆周运动。

5.线速度和角速度的关系,设计实验探究线速度和角速度有定量关系,然后再进行数学推导

五、教学设计

(一)导入课题(认识圆周运动)

●展示图片、观看视频、动画,让学生认识圆周运动的特点,展示自行车、钟表、电风扇、赛车、过山车等图片 观看地球绕太阳运动的动画

观看花样滑冰视频,翻滚过山车视频 提出问题:它们的运动有什么共同点? 答:它们的轨迹是一个圆.

师:对,这就是我们今天要研究的圆周运动。

(二)新课教学

思考与讨论: 2 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分,行驶时,这三个轮子上各点在做圆周运动。那么,哪些点运动得更快些?也许它们运动得一样快?

猜想:

1:通过确定质点单位时间通过的弧长,来比较质点运动的快慢;

2:通过确定质点与圆心的连线在单位时间扫过的圆心角,来比较质点运动的快慢; 3:通过确定质点运动一周所需的时间长短,来比较质点运动的快慢。

一、描述圆周运动快慢的物理量:

1、线速度:

学生阅读课文有关内容,结合猜想1:确定质点单位时间通过的弧长,来比较质点运动的快慢,思考并讨论以下问题:

1.线速度是怎么定义的?单位是什么?

2.线速度的方向怎样?请说出圆周运动的速度方向是怎么确定的。3.物体匀速圆周运动的线速度有什么特点?

4.为什么说匀速圆周运动是一种变速运动?这里的“匀速”是指什么不变?

师生互动后,概括如下:点击幻灯片,全方位学习小结线速度的概念;并通过砂轮切割的视频,让学生感受圆周运动的速度方向。

讨论后,小结如下:

1、线速度概念:

定义:质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。大小:v=Δl/Δt 单位:m/s

方向:沿圆周上该点的切线方向。

2、匀速圆周运动是变速运动!(线速度的方向时刻改变)

3、“匀速”指速率不变

4、匀速圆周运动是线速度大小不变的运动!

讨论:根据以上实验,如何测出某点的线速度大小。

引出匀速圆周运动概念:质点沿圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。

2、角速度:

思考并就猜想2:通过确定质点与圆心的连线在单位时间扫过的圆心角,来比较质点运动的快慢,展开讨论。

通过讨论,同学们发现,原来,质点运动得快与转动得快不是一回事!有必要引入一个表示转动快慢的物理量──角速度(转入角速度学习)

下面我们研究描述匀速圆周运动转动快慢的物理量──角速度

学生阅读课文有关内容,思考以下问题:

角速度是怎么定义的?

1.角度的单位是什么?它和通常意义上的单位有何不同?

2.角度的大小是怎么表示的?

3.30°,45°,60°,90°,180°,360°,用弧度作单位该怎么表示

4.角速度的单位是什么?

5.匀速圆周运动的角速度有什么特点?

师生互动后,概括如下:点击幻灯片,全方位学习小结角速度的概念: 定义:质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。大小:ω=Δθ/Δt 3 单位:rad/s 讨论:根据以上实验,如何测出某点的角速度。

3、周期、频率、转速:

思考并就猜想3:通过确定质点运动一周所需的时间长短,来比较质点运动的快慢,展开讨论。

讨论得出周期概念并补充频率概念,然后提出问题:除了以上方法,还可以怎么描述匀速圆周运动转动的快慢?

再次讨论,得出方案:

即比较物体转过一圈所用时间的多少或比较物体在一段时间内转过的圈数,总结学习周期、频率和转速的概念。

1.周期:T

定义:做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间。

大小:T=2πr/v=2π/ω 单位:秒(s)2.频率:f 定义:单位时间内完成匀速圆周运动的圈数。

大小:f=1/T 单位:赫兹(Hz)

3.转速:n

定义:单位时间内转过的圈数叫转速

单位:转/ 秒(r/s)、转/分(r/min)

二、描述圆周运动各物理量的关系:

用数学方法推导圆周运动的线速度和角速度有定量什么关系?v = rω

设物体做半径为r的匀速圆周运动,在Δt内通过的弧长为Δl,半径转过的角度为Δθ

由数学知识得Δl = rΔθ

v=Δl/Δt=rΔθ/Δt= rω

关于V=ωr的讨论: 当r一定时,V与ω成正比

当V一定时,ω与r成反比

当ω一定时,V与r成正比

小结:线速度、角速度与周期的关系,(点击幻灯片)

线速度与周期的关系:v=Δl/Δt=2πr/T 角速度与周期的关系:ω=Δθ/Δt=2π/T

线速度与角速度的关系:v = rω 思考与讨论:

皮带传动、齿轮传动、链条传动中轮子边缘上各点的线速度、角速度的关系如何? 分析讨论,得出结论:两个重要的结论:

1、同一传动各轮边缘的线速度大小相等

2、同轴各点的角速度相等

本课小结及板书设计:

§2.1.圆周运动

1.圆周运动:轨迹是圆周的运动

2.描述圆周运动快慢的物理量

(1)线速度:v=Δl/Δt

单位:m/s 方向:沿圆周上该点的切线方向。物理意义:描述通过弧长的快慢。

匀速圆周运动:

质点沿圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。

(2)角速度:ω=Δθ/Δt

单位:rad/s

物理意义:描述半径扫过角度的快慢。

(3)周期:T=2πr/v=2π/ω 单位:秒(s)

(4)频率:f 大小:f=1/T

单位:赫兹(Hz)

(5)转速:n

单位:转/ 秒(r/s)、转/分(r/min)

3.线速度、角速度、周期的关系:

v=Δl /Δt=2πr/T ω=Δθ/Δt=2π/T

v = rω

4.两个重要关系:

(1)同一传动各轮边缘的线速度大小相等

(2)同轴各点的角速度相等

思考:A、B、C三点那些点角速度相等,哪些点线速度大小相等?若A、B、C所在轮的半径之比为2:1:4,求A、B、C三点的线速度、角速度、周期、转速之比。

作业:课本 问题与练习

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