資源簡(jiǎn)介

《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
【教材分析】
本節(jié)涉及圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以及描述圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速等概念。圓周運(yùn)動(dòng)與日常生產(chǎn)、生活密切相連，學(xué)好圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，不僅為解釋生活中的現(xiàn)象和解決相關(guān)問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)，也為下一章學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律打下了知識(shí)基礎(chǔ)。
【學(xué)情分析】
學(xué)生學(xué)完必修一的內(nèi)容，掌握運(yùn)動(dòng)的描述方法，需要建立速度概念，知道速度是矢量，通過(guò)對(duì)速度、加速度概念的學(xué)習(xí)對(duì)比值定義物理量有較深的理解，這些有利于學(xué)生類(lèi)比掌握線速度和角速度概念。學(xué)生在數(shù)學(xué)課程中已掌握弧長(zhǎng)的計(jì)算公式，數(shù)學(xué)知識(shí)的儲(chǔ)備讓學(xué)生能夠推導(dǎo)線速度和角速度、半徑的關(guān)系。
【教學(xué)目標(biāo)】
1．物理觀念
（1）認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
（2）了解描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的基本思路
（3）了解各物理量的關(guān)系和應(yīng)用
2．科學(xué)思維
在學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，滲透對(duì)化曲為直、極限法、微元法等科學(xué)思維的認(rèn)識(shí)。
3．科學(xué)探究
以圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知途徑為探究過(guò)程，穿插對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)的理解，小組共同驗(yàn)證傳送裝置的相關(guān)特點(diǎn)。
4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
（1）培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度和正確的科學(xué)觀。
（2）學(xué)會(huì)與他人合作交流，具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)線速度與角速度的概念。
教學(xué)難點(diǎn)：線速度與角速度之間的關(guān)系及推導(dǎo)過(guò)程和應(yīng)用。
【教學(xué)組織形式】
教法：?jiǎn)l(fā)式教學(xué)法、討論分析法、多媒體輔助法、實(shí)驗(yàn)探究法
學(xué)法：合作探究法、互動(dòng)交流法
【教學(xué)過(guò)程】
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
引 入 新 課 1.播放汽車(chē)表演引入新課。 2. 現(xiàn)場(chǎng)演示小汽車(chē)在魚(yú)缸內(nèi)“飛檐走壁”。 提出問(wèn)題：視頻中的汽車(chē)和演示的小車(chē)運(yùn)動(dòng)軌跡有什么特點(diǎn)？ 觀看視頻和演示活動(dòng) 學(xué)生回答：軌跡為圓 由視頻和演示活動(dòng)引入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
新 課 講 授 一、圓周運(yùn)動(dòng) [提出問(wèn)題]：生活中還有哪些物體的運(yùn)動(dòng)軌跡也是圓？ [觀看PPT]：生活中常見(jiàn)的軌跡為園的運(yùn)動(dòng)。 [師生總結(jié)]： 圓周運(yùn)動(dòng)的定義：物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周或圓周一部分的運(yùn)動(dòng)叫圓周運(yùn)動(dòng)。 二、圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)的快慢描述 [提出問(wèn)題]：觀察動(dòng)圖唱片上A、B兩點(diǎn)誰(shuí)更快？并引導(dǎo)學(xué)生為什么認(rèn)為A更快？ [提出問(wèn)題]：我認(rèn)為一樣快，相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度一樣，我認(rèn)為他們轉(zhuǎn)動(dòng)一樣快。 [師生總結(jié)]：描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢有兩個(gè)角度：運(yùn)動(dòng)快慢和轉(zhuǎn)動(dòng)快慢，不同角度描述結(jié)果可能不一樣。物理學(xué)中我們引入線速度來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)快慢，引入角速度來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢。 線速度用符號(hào)v來(lái)表示，比較單位時(shí)間內(nèi)走過(guò)的弧長(zhǎng)，采取比值定義法，即：物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)Δs和所用時(shí)間Δt 的比值叫做線速度。 [提出問(wèn)題]：線速度的表達(dá)式？ ΔS是弧長(zhǎng)，不是位移。采用微元法的思想，當(dāng)Δt 很小很小時(shí)（趨近零），弧長(zhǎng)ΔS就等于位移，式中的v ，就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度。 [提出問(wèn)題]：高中學(xué)習(xí)一個(gè)物理量除了了解大小還有就是標(biāo)量和矢量，線速度是標(biāo)量還是矢量，如果是矢量其是什么方向？ [提出問(wèn)題]：由表達(dá)式可以得到線速度的國(guó)際單位是什么？ 我們引入線速度是用來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)快慢的，所以其物理意義：描述物體沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。 除了運(yùn)動(dòng)快慢還有轉(zhuǎn)動(dòng)快慢，即角速度。角速度用符號(hào)ω來(lái)表示，比較單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，采取比值定義法，即：物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)Δθ和所用時(shí)間Δt 的比值叫做角速度。 [提出問(wèn)題]：角速度的表達(dá)式？ Δθ是角度，國(guó)際單位制中采取的是弧度制，單位為弧度，符號(hào)：rad。由數(shù)學(xué)知識(shí)知道，弧長(zhǎng)等于弧度乘上半徑， s= θ×r 例如：周長(zhǎng)C=2π×r，2π就是弧度。角速度也是矢量，高中階段不研究其方向。 我們引入角速度是用來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的，所以其物理意義：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。 三、勻速圓周運(yùn)動(dòng) 生活中物體做圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小和角速度通常是在改變的，但也有線速度大小和角速度不發(fā)生變化的。例如： 物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小和角速度都不變的運(yùn)動(dòng)我們稱(chēng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 [提出問(wèn)題]：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度有什么特點(diǎn)？ 注意: 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，“勻速”是指速率不變。 由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)角速度不變，每轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間是不變的，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種周期性的運(yùn)動(dòng)，角速度越大一圈時(shí)間越短，描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢還有其他的物理量，請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材將導(dǎo)學(xué)案上相應(yīng)部分填寫(xiě)完整。 請(qǐng)同學(xué)分享答案。 轉(zhuǎn)速在工業(yè)中應(yīng)用較多，例如：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢用轉(zhuǎn)速表示。轉(zhuǎn)速也是機(jī)械硬盤(pán)重要性能指標(biāo)。 [算一算]： 一個(gè)小孩坐在旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)5圈所用時(shí)間為100s。 1.小孩做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為多少？ 2.小孩的角速度為多少？ 3.小孩離中心軸的距離為5m，小孩線速度為多少？ 請(qǐng)同學(xué)計(jì)算，引導(dǎo)得出： 角速度與周期： 線速度與周期： 進(jìn)而得出線速度與角速度關(guān)系： v=ωr 設(shè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由A到B的時(shí)間為Δt，AB弧長(zhǎng)為Δs，AB弧對(duì)應(yīng)的圓心角為Δθ，則 四、線速度和角速度的關(guān)系 勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度與角速度滿(mǎn)足關(guān)系：v=ωr，是否非運(yùn)速圓周運(yùn)動(dòng)也滿(mǎn)足，其實(shí)我們可以采用微元法的思想，非勻速圓周運(yùn)動(dòng)看成若干小段，每一段就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其實(shí)也滿(mǎn)足此關(guān)系，當(dāng)然我們也可以通過(guò)其他方式證明： [師生總結(jié)]： 公式：v=ωr 控制變量后推廣結(jié)論： 當(dāng)ω一定時(shí)，v與r成正比 當(dāng)v一定時(shí)，ω與r成反比 根據(jù)線速度和角速度的關(guān)系在生活中應(yīng)用很多。 應(yīng)用-磁帶 [提出問(wèn)題]：觀察磁帶兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)，誰(shuí)轉(zhuǎn)動(dòng)更快，即誰(shuí)的角速度更大？為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象？ 此現(xiàn)象簡(jiǎn)化為如圖所示裝置，為傳動(dòng)裝置中的皮帶傳動(dòng)。 [師生總結(jié)]特點(diǎn)：輪緣上A、B 兩點(diǎn)vA=vB。輪緣上A、B 角速度與半徑成反比。 [實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]：自制皮帶傳動(dòng)裝置，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相等時(shí)間內(nèi)，兩輪邊緣兩點(diǎn)在相同時(shí)間內(nèi)走過(guò)的弧長(zhǎng)相等。 應(yīng)用-修正帶 皮帶傳動(dòng)占用空間大，為結(jié)構(gòu)緊湊另一種傳動(dòng)方式齒輪傳動(dòng)。觀看視頻讓學(xué)生解釋為什么大輪轉(zhuǎn)動(dòng)慢小輪轉(zhuǎn)動(dòng)快。 [師生總結(jié)]特點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)同樣兩輪緣上A、B 兩點(diǎn)vA=vB。輪緣上A、B 角速度與半徑成反比。 應(yīng)用-自行車(chē) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖： [提出問(wèn)題]：大齒輪和小齒輪屬于傳動(dòng)裝置中什么關(guān)系？ 小齒輪和后輪在同一個(gè)圓盤(pán)上繞著同一個(gè)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，稱(chēng)為同軸傳動(dòng)。特點(diǎn)：B、C的角速度相同。 [提出問(wèn)題]：當(dāng)腳踏板達(dá)到最大速度后自行車(chē)又如何實(shí)現(xiàn)變速功能？ ①放出圖片對(duì)比有加速功能和沒(méi)有加速功能小齒輪情況。 ②現(xiàn)場(chǎng)演示有加速功能的自行車(chē)變速時(shí)候讓學(xué)生仔細(xì)觀察鏈條在小齒輪上變化。 學(xué)生回答： 教室里的吊扇葉片上的點(diǎn)，行駛汽車(chē)的車(chē)輪... 學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，各抒己見(jiàn)，積極踴躍回答問(wèn)題。 學(xué)生回答：A更快，相同時(shí)間內(nèi)A走過(guò)的弧長(zhǎng)更長(zhǎng)。 學(xué)生回答： 表達(dá)式為 學(xué)生回答：線速度為矢量，某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。 學(xué)生回答：米每秒 學(xué)生回答： 表達(dá)式為 ω= 學(xué)生回答： 線速度大小不變、角速度相同 學(xué)生自主完成導(dǎo)學(xué)案上任務(wù)。 學(xué)生完成相應(yīng)習(xí)題。 學(xué)生回答： 學(xué)生認(rèn)真觀察現(xiàn)象，思考原理。回答：半徑小的圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)更快，線速度一樣角速度和半徑成反比。 各小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生回答：半徑小的圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)更快，線速度一樣角速度和半徑成反比。 學(xué)生回答：大齒輪和小齒輪屬于皮帶傳動(dòng)。 學(xué)生回答：換擋功能，加速過(guò)程中鏈條換到更小的齒輪上面，因?yàn)榘霃皆叫〗撬俣仍酱蟆? 借助多媒體，生活中現(xiàn)象更加形象生動(dòng)。 通過(guò)觀察動(dòng)圖現(xiàn)象，引出新的知識(shí)點(diǎn)。 回顧微元法，曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。 類(lèi)比線速度的方法解決角速度問(wèn)題。 了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，尤其是注意線速度方向在變化。 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。 學(xué)會(huì)定量計(jì)算，同時(shí)引出線速度與周、角速度與周期關(guān)系。 對(duì)前面公式回顧 回顧微元法、控制變量法的思想。 培養(yǎng)學(xué)生小組合作、動(dòng)手能力。 學(xué)以致用，觀察社會(huì)中應(yīng)用并學(xué)會(huì)解釋。 通過(guò)自行車(chē)了解同軸傳動(dòng)，并了解變速原理。
課堂 小結(jié) 學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容。 回顧總結(jié)構(gòu)建知識(shí)體系。
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
第六章 第1節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)
一、圓周運(yùn)動(dòng)
二、圓周運(yùn)動(dòng)的快慢描述
1.線速度 運(yùn)動(dòng)快慢
2.角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)快慢
三、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
特點(diǎn)：v大小相同、ω相同、T相同、n相同
線速度和角速度關(guān)系
v=ωr

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