高中物理教师资格证教案——匀速圆周运动.doc

第一节 匀速圆周运动【学生情况分析】本节内容是继学生学习平抛运动后，又一种变速曲线运动.在曲线运动的学习中，学生已经知道了曲线运动的速度方向是曲线在这一点的切线方向，并知道曲线运动是变速运动.此前，学生也已经掌握了直线运动及其快慢描述方法.这些知识都为匀速圆周运动的学习奠定了基础.此外，高一学生已具备一定观察能力和经验抽象思维能力，并对未知新事物有较强的探究欲望.【教学内容分析】 “匀速圆周运动”选自高中粤教版教材物理必修2第二章第1节，对于本节的内容.自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物为学生的认知奠定了感性基础.本节课主要是帮助学生在原有的感性基础上建立匀速圆周运动的几个概念，理清各个物理量的关系.为今后进一步学习向心力、向心加速度、万有引力、带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础.此外，匀速圆周运动与我们日常生活、生产、科学研究有着密切的联系，因此学习这部分有重要的意义.【教学目标】一、知识与技能：1、了解物体做圆周运动的特征.2、理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算.3、理解线速度、角速度和周期之间的关系：v=wr=2rT .二、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、联系各种日常生活中常见的现象，通过对教材P28的“观察与思考”，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、探究线速度、角速度与周期之间的关系。 三、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，培养学生相互交流、相互合作、自我学习的能力.2、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.【教学重点和难点】重点：1、理解线速度、角速度和周期.2、什么是匀速圆周运动.3、线速度、角速度及周期之间的关系.难点：1、对角速度概念的理解.2、匀速圆周运动是变速运动的理解.【教学方法】教学方法：谈话法：帮助学生建立概念。讲授法：分析总结.教学媒体设计：图片、动画学法指导：1）联系新旧知识2）观察、思考 （学生为主体）3）联系生活（学以致用）【教学过程设计】1、引入新课联系新旧知识、创设情景：上一章节我们学习了抛体运动的规律，学习了竖直上抛、下抛、平抛和斜抛运动。（可将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹）复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么？启发学生回答：速度方向与合外力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧，称为圆周运动。（PPT显示日常的圆周运动）在日常生活中你还见过或经历过哪些圆周运动？你对圆周运动有什么认识？(学生举例教师补充) 电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看作圆周运动，它是一种常见的运动形式。今天我们就来学习这一方面的内容。思考：什么样的圆周运动最简单？引导学生回答：物体运动快慢不变。进入第一节课最简单的圆周运动匀速圆周运动.PPT讲解归纳匀速圆周运动的概念教师归纳：质点沿圆周运动，如果相等的时间里通过的圆弧长度相等，这样的运动就叫匀速圆周运动.（以上这样设计的意图是取材源于学生的日常生活现象，激发学生的学习兴趣，培养学生归纳总结的能力）学生阅读课本P28的“观察与思考”，思考其提出的三个问题 (学生自由发言)教师引导学生总结归纳：问题1：自行车车轮转动时车轮上某一点，经一段时间t后，在圆周轨道上位置的确定方法：（1）这一点经时间t运动的轨迹，即路程；（2）由起始位置指向末了位置的有向线段，即位移；（3）由该点的半径在时间t内转过的角度。问题2：该点在圆周轨道上运动快慢的判断（定性），可用单位时间内通过的圆弧的长度来判断；也可用连接该点的半径在单位时间内转过的角度来判断；也可数一下一定时间内转动的圈数；也可用转动一周所用的时间来判断。问题3：引导学生认识匀速圆周运动区别直线运动最显著的特征，即重复性或者说周期性。指出：匀速圆周运动是比直线运动更为复杂的曲线运动，有不同于直线运动的一些新的特点，需要引入一些新的物理量。（充分让学生讨论交流，培养学生相互合作、相互探讨的精神，同时也让学生自我学习，对圆周匀速运动大概的基本认识。这也可为后面引出新的物理量做铺垫）通过两个物理的圆周运动引出后面的几个新的物理量：1）线速度： 物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。 定义：质点通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值。 大小：匀速圆周运动的线速度大小处处相等思考：在曲线运动中，速度的方向是怎样确定的？圆周运动作为一种特殊的曲线运动，它的速度方向又是怎样的呢？ 方向：线速度的方向在圆周该点的切线上。思考：在匀速直线运动中，速度的大小和方向都不变，所以匀速直线运动是速度不变的运动。匀速圆周运动是速度不变的运动吗？引导学生回答：质点做匀速圆周运动时，速度的大小不变，方向时刻在变化，匀速圆周运动不是速度不变的运动。匀速圆周运动是变速曲线运动。匀速圆周运动中的“匀速”是指速度的大小（速率）不变，应该理解成“匀速率”。2）角速度 物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。 定义：质点所在半径转过的角度跟所用时间t的比值。 大小：单位：rad/s （让学生对弧度制、角度制之间的关系进行推导） 匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动3)周期、转速和频率周期： 物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。 定义：质点沿圆周运动一周所用的时间，用符号T表示。 单位：S如：地球公转周期约365天，钟表秒针周期60s等，周期长，表示运动慢。转速（同时介绍频率)： 物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。 定义：做圆周运动的物体单位时间内转过的圈数，用符号n表示。 单位：r/s或r/min4）线速度、角速度、周期之间的关系（公式推导法）既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么他们之间有什么样的关系呢？ 线速度与周期关系：由得（做匀速圆周运动的物体，在一个周期内通过的弧长为。） 角速度与周期关系：由得（做匀速圆周运动的物体，在一个周期内转过的角度为。） 线速度与角速度关系：（学生上黑板演示过程，这里要让学生从两个方面去理解：一个是从数学知识去理解，从学生已有的数学知识能不能推出线速度与角速度的关系。另外这里要提醒学生要从线速度，角速度的定义去思考。线速度的定义：弧长与时间的比值；角速度的定义：角度与时间的比值。我们把它放大到一个周期，在一个周期内，物体转了一圈，弧长是？，转过的弧度就是 ？，这样让学生从定义出发去理解线速度与角速度，周期，转速，频率之间的关系，更加能加深学生对这些概念的理解）引导学生讨论得出： 1）当v一定时，与r成反比 2）当一定时及v与r成正比 3）当r一定时，v与成正比考虑到转速则有：5）进行教学练习 某钟表上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 1：2，求：秒针、分针转动的角速度之比是_60:1_；秒针、分针尖端的线速度之比是_30:1_。 钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_1:12:720_；若秒针长0.2m，则它的针尖的线速度是_/150_ 。 自行车车轮每分钟转120周,车轮半径为35cm,则自行车前进的速度多大? 1.4 m/s 一电动机铭牌上标明其转子转速为1440r/min,则可知转子匀速转动时,周期为_1/24_s,角速度_24_rad/s 。6）应用与提高常见传动装置 皮带传动：轮与皮带之间不打滑，轮边缘和皮带上各点线速度相等，同一轮上各点的角速度相等。 齿轮传动：接触点处线速度大小、方向都相同，轮缘上各点线速度大小相等，同一轮上各点的角速度相等。3、小结（根据板书小结）4、课后作业1）课外探究活动:为什么变速自行车能够变速?2）课内作业：P32页练习1、2、3、4题【问题和讨论】1） 讨论与交流：（课本P28）引导学生举出尽可能多的日常生活中圆周运动的例子，以丰富学生的感性认识，进一步引导学生概括出质点做圆周运动和匀速圆周运动的特征。2） 观察与思考（课本P28）通过所提的三个问题使学生认识到前面所学习的描述直线运动的物理量也可用于描述匀速圆周运动，使学生认识到匀速圆周运动是比直线运动更为复杂的曲线运动，有不同于直线运动的一些新的特点，需要引入一些新的物理量。3）讨论与