資源簡介

6.1圓周運動的教案
【教學目標】
物理觀念：理解表征圓周運動的物理量，利用各物理量的定義式，闡述各物理量的含義及相互關系。
料學思維：根據實例，歸納圓周運動的運動學特點，知道它是一種特殊的曲線運動，知道它與一般曲線運動的關系。
科學探究：運用極限法理解線速度的瞬時性。
料學態度與責任：通過觀察、實驗及探究、交流與討論等學習活動，培養學生尊重客觀事實、實事求是的科學態度。
【教學重難點】
1、掌握線速度、角速度、周期及轉速的定義。（重點）
2、線速度、角速度、周期及轉速之間關系的推導及各物理量的物理意義。（難點）
3、勻速圓周運動是變速曲線運動的理解。（難點）
【新課導入】
將自行車后輪架起，轉動腳踏板，注意觀察：大、小兩個齒輪邊緣上的點，哪個運動得更快些 同一個齒輪上到轉軸的距離不同的點，哪個運動得更快些
你能說出判斷運動快慢的依據嗎
【新課講解】
線速度
【實驗演示】展示鐘表和摩天輪動圖，學生觀察。
【教師提問】指針的尖端、摩天輪上的游客，它們的運動有什么共同點？
【學生回答】軌跡都是圓。
【教師引導】我們把這類軌跡為圓周或一段圓弧的機械運動稱為圓周運動。
和拋體運動一樣，圓周運動也是一種常見的曲線運動。日常生活中，電風扇工作時葉片上的點、時鐘指針的尖端、田徑場彎道上賽跑的運動員等，都在做圓周運動。
在本章的學習中，我們將探索圓周運動所遵循的規律，以及這些規律在日常生活和科學技術中的應用。
【動圖展示】自行車車輪轉動的動圖，學生觀察。
【教師提問】大、小兩個齒輪邊緣上的點，哪個運動得更快些？
【學生回答】大小兩個齒輪邊緣上的點運動快慢一樣。
【教師提問】認為大、小兩個齒輪邊緣上的點運動快慢一樣的理由是什么？
【學生討論】通過同一條鏈條連接，在相同時間內通過的路程相同。
【教師總結】這是用路程來描述圓周運動的快慢，即線速度。
【教師提問】做圓周運動的物體線速度的大小和方向如何確定？
【學生回答】 線速度的大小可以用路程除以時間，方向為物體做圓周運動時該點的切線方向。
【師生總結】
1、物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢。
2、定義：質點做圓周運動通過的弧長Δs和所用時間Δt的比值叫做線速度，用符號v表示，則
Δs是弧長并非位移。
當Δt趨近零時，弧長Δs就等于物體的位移，式中的v就是直線運動中學過的瞬時速度。
3、單位：m/s
4、方向：線速度的方向為物體做圓周運動時該點的切線方向。
【動圖展示】勻速圓周運動。
【教師提問】什么是勻速圓周運動？
【師生總結】定義：物體沿著圓周運動，并且線速度的大小處處相等，這種運動叫做勻速圓周運動。
【思考討論】勻速圓周運動是勻速運動嗎？勻速圓周運動中勻速指的是什么？
【討論回答】因為線速度的方向是不斷變化著的，所以勻速圓周運動不是勻速運動，而是一種變速曲線運動，勻速圓周運動中勻速指的是線速度大小不變的運動。
勻速圓周運動的線速度方向是在時刻變化的，因此它是一種變速運動，這里的“勻速”是指速率不變。
角速度
【出示圖片】自行車的齒輪與鏈條
【教師引導】自行車前進時，由于鏈條不可伸長，也不會脫離齒輪打滑，因而大、小齒輪邊緣的點在相等時間內通過的弧長是相等的，即線速度大小相等。
由于兩個齒輪的半徑不同，因而相等時間內大、小齒輪邊緣的點轉過的角度不同。
我們引入角速度這個物理量來描述做圓周運動的物體繞圓心轉動的快慢。
【教師總結】
1、物理意義：描述質點轉過圓心角的快慢。
2、定義：質點所在的半徑轉過圓心角Δθ和所用時間Δt的比值叫做角速度。
3、大?。?br/>表示單位時間內半徑轉過的角度
4、單位：rad/s
在運算中，通常把“弧度”或“rad”略去不寫，所以角速度的單位可以寫為s-1
5、勻速圓周運動是角速度不變的運動
由于勻速圓周運動是線速度大小不變的運動，物體在相等時間內通過的弧長相等，所以物體在相等時間內轉過的角度也相等。因此可以說，勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動。
周期
勻速圓周運動有其特殊性，物體運動一周后又會返回到初始位置，周而復始地運動著，這樣物體轉動一圈所用的時間就是固定不變的，如坐在旋轉木馬上的小孩運動一周后又回到他開始的位置?？梢钥闯鲞@是一種周期性的運動。為了描述圓周運動的這種周期性，常常需要周期這個物理量。
周期的定義：轉一圈所用的時間
符號：T，單位：s。
除此之外我么還用頻率f來表示一秒內轉過的圈數，他與周期互為倒數，單位赫茲（HZ））。也是可以用來描述勻速圓周運動的快慢。
在實際的生產生活中，就像這輛拖拉機，你問爸爸它的線速度是多少 或者角速度w是多少？你覺得你爸爸懂嗎。所以日常生活和技術中常用轉速來描述物體做圓周運動的快慢。
轉速的定義：物體單位時間所轉過的圈數與所用時間之比。
符號：n，單位：轉每秒（r/s）或轉每分（r/min）。
比如在這張電動機的名牌中我們可以清楚看到，電動機的轉速是1440r/min。
問題1：轉速與周期的關系？
前面就講過頻率與周期互為倒數f=，轉速，如果它的單位是轉每秒，那么它說的是每秒多少轉，而頻率說的是每秒轉多少圈，那么他兩數值上就是相等的。注意轉速可能還會有其他單位。比如轉每分，那時數值就不等于頻率了，即：
聯系：
勻速圓周運動中T、f、n都不變。這三都是標量。
線速度與角速度的關系
【教師提問】圓周中的弧長和對應的圓心角之間有什么關系？
【學生回答】
【思考討論】線速度與角速度有什么關系？
【教師引導】設物體做圓周運動的半徑為r，由A運動到B的時間為Δt，AB弧的弧長為Δs，AB弧對應的圓心角為Δθ。
由于v＝Δs/Δtω＝Δθ/Δt，當Δθ以弧度為單位時，Δθ＝Δs/r，由此可得： v＝ωr
這表明，在圓周運動中，線速度的大小等于角速度的大小與半徑的乘積??！
【教師總結】描述圓周運動的各物理量之間的關系
注意：
(1)v、ω、r間的關系為瞬時對應關系。　
(2)討論v、ω、r三者關系時，先確保一個量不變，再確定另外兩個量間的正、反比關系：
由v＝rω知，r一定時，v∝ω；v一定時，ω∝1/r ；ω一定時，v∝r.
(3)公式v＝ωr適用于所有的圓周運動；關系式T＝1f適用于所有具有周期性運動的情況。
【教師補充】常見的傳動裝置及其特點
求解傳動問題的方法
(1)分清傳動特點：
①皮帶傳動(輪子邊緣的線速度大小相等)．
②同軸轉動(各點角速度相等)．
③齒輪傳動(相接觸兩個輪子邊緣的線速度大小相等)．
(2)確定半徑關系：根據裝置中各點位置確定半徑關系或根據題意確定半徑關系．
(3)用“通式”表達比例關系．
①同軸：線速度v ∝r
②皮帶不打滑：角速度ω ∝1/r
練習：見ppt
【板書】
6.1 圓周運動
一、圓周運動：
在物理學中，把質點的運動軌跡是圓或圓弧的一部分的運動叫做圓周運動。
二、線速度
1、
Δs是弧長并非位移
2、勻速圓周運動任意相等時間內通過的圓弧長度相等。：
三、角速度
單位：rad/s；勻速圓周運動是角速度不變的運動。
四、周期
頻率越高表明物體運轉得越快。頻率/轉速越大表明物體運轉得越快。周期越小表明物體運動得越快。
五、線速度與角速度的關系
v＝ωr

展開更多......

收起↑