匀速圆周运动教学设计

1、匀速圆周运动一、教学内容分析“匀速圆周运动”选自人教版高中物理第一册第五章第 4 节。在此之前，学生已经学习了直线运动的相关内容， 和曲线运动的基本知识， 自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物也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， 为今后进一步学习向心力、 向心加速度以及万有引力的知识打下基础。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。二、学习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在曲线这一点的切

2、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。三、设计思想“匀速圆周运动”是以概念教学为主的一节课，对物理概念的理解和认识是教学要达到的目标之一，也是教学的出发点。物理是一门培养和发展人的思维的重要学科，因此， 在教学中，不仅要使学生“知其然”而且要使学生“知其所以然”。为了体现以学生发展为本，遵循学生的认知规律， 体现循序渐进与启发式的教学原则， 我在整节课的教学设计中， 以建构主义理论为指导， 辅以多媒体手段， 采用情景教

3、学法和引导式教学法， 结合师生共同讨论、归纳，以“情境产生问题”，注重知识的形成过程，针对“什么是匀速圆周运动”以及“匀速圆周运动快慢的描述” 展开探究活动， 在问题交流讨论中发展学生观点， 最终形成对概念的理解。四、教学目标知识目标1、知道匀速圆周运动的概念；2、理解线速度、角速度和周期；3、理解线速度、角速度和周期三者之间的关系。能力目标能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决实际问题。情感目标具有协作意识和探究精神，并在活动中感受学习物理的乐趣。五、教学重点和难点重点1、线速度、角速度和周期；2、线速度、角速度和周期三者之间的关系。难点对匀速圆周运动是变速运动的理解。六、教学准备1、视频剪

4、接（由4个片段剪接而成，片段1:风力发电机；片段2:水流星；片段3:旋转木马； 片段4:驴子拉磨）2、动画模拟（flash ）3、ppt教学演示课件4、计算机投影仪七、教学过程设计附表教学环节教师活动学生活动设计思想【创设情景】播放生活中几种常见从生活情景的运动画面，如风力发电机、水流观察、思考中构建物理生星、旋转木马、驴子拉磨。情景，在激发活环实圆问题1你看到的几种运动有什么共【学生】运动轨迹学生学习兴例周同特点？都为圆周趣的同时，引节运【学生】钟表、唱一引动问题2日常生活中还有哪些这样的导学生从生运动？片、风车、风扇、 摩天轮等。活走向物理，入 新 课【教师归纳】 在物理学中把轨迹为并形成

5、圆周圆周的运动统称圆周运动，今天我 们学习最简单的圆周运动匀速 圆周运动。运动概念。匀【创设情景】动画模拟通过动画模 拟，化“直”速1蜗牛在直线上匀速爬行观察、分析、思考为“曲”，抓圆2 把直线围成一个圆，蜗牛仍以相住本质，类比 匀速直线运周等的速率在圆周上爬行动在相等时运问题1蜗牛在直线上爬行有什么特【学生】相等时间间通过位移 相等，得出匀合 作 探 究建 构 新 知动概念点？问题2直线围成一个圆后，蜗牛沿圆周爬行有什么特点？【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。内爬过位移相等【学生】相等时间 爬过的弧长相等速圆周运动 在相等时间 通

6、过的弧长 相等，有利 于学生对匀 速圆周运动 概念的理解。环 节线速度【创设情景】动画模拟：两个物 体都做匀速圆周运动，但快慢不 同。【教师设疑】 既然做匀速圆周运动的物体，有的快有的慢，怎样描述匀速圆周运动的快慢呢？【创设情景】动画模拟甲、乙两蜗牛沿圆周运动，相同时间甲爬过2cm的弧长，乙爬过 1cm 的弧长。【教师提问】哪只蜗牛爬的更快？为什么？【启发思考】直线运动中，我们是 怎样描述物体运动快慢的？类比速 度，该怎样描述匀速圆周运动的快 慢？【教师讲述】线速度：线速度是描述质点做匀速圆周运动的瞬时速度，用来描述质点运动的快慢和方 向。物理意义：描述质点沿圆周运动观察思考【学生讨论】甲蜗

7、牛爬得快，因为在 相等时间里它爬 过的弧长更长。【学生讨论】直线 运动中我们用单 位时间内通过的 位移大小来描述 物体运动快慢；单 位时间内物体通 过的弧长长度大 小可以描述匀速 圆周运动的快慢。【学生讨论】理解 比值定义法，得到通过学生自 己发现匀速 圆周运动有 快有慢，进一 步激起学生 探究如何描 述圆周运动 快慢的兴趣， 在此基础上 创设问题情 境，调动学生 的积极性，让 学生主动学 习，进一步探 究线速度。合 作 探环究节建 构新知的快慢。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。思考：从定义可以看出线速度的计 算公式吗？大小：v= % , 单位：m/s。【教师设问】我

8、们已经学习过曲线 运动中质点在某一点的速度方向是 曲线在这一点的切线方向，那么圆 周运动作升-种特殊的曲线运动， 它的线速度方向又是怎样的呢？方向：该点的切线方1可（垂直于 半径）。【教师设问】匀速圆周运动的线速 度是恒定不变的吗？为什么？v= st为计算线 速度大小的公式， 并依据弧长的国 际单位是m,时间 t的国际单位是 s,推出线速度的 国际单位是 m/s。【学生讨论】圆周 运动的线速度方 向就在圆周该点 的切线方向上。【学生讨论】匀速 圆周运动的线速 度不是恒定不变 的，因为线速度后(大小也后方向，大 小小艾，但方向始 终在变化。以问题为载【教师追问】匀速圆周运动中的“匀 速”，和匀速

9、直线运动中的“匀速”， 他们之间后什么小同？【结论】匀速圆周运动是一种变速 曲线运动。【学生讨论】匀速 圆周运动中的“匀 速”指的速度的大 小小艾，即速率/、 变；而“匀速直线 运动”的“匀速” 指的速度不变是 大小方问都小艾， 二者拼不相同。体，引导学生 积极思考，建 立新旧知识 的联系，帮助 学生实现知 识的意义建 构。【创设情景】动画模拟创设情境在环 节合 作 探 究建 构 新 知角速度甲、乙物体沿圆周运动，相同时间 甲经过si的弧长，乙经过s2的弧长。问题1哪个小球比较快？问题2它们运动的弧长si和4所对 应的圆心角大小有什么关系？问题3你认为描述匀速圆周运动快慢还用别的方法吗？【教师

10、归纳】可以用相等的时间里 半径扫过的角度大小比较匀速圆周 运动的快慢：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。思考：从定义可以得出角速度的计 算公式吗？大小：3 = /t单位：rad/s 。【说明】对某一确定的匀速圆周运动而后，角速度3是恒定的。【课件模拟】皮带传动观察、分析【学生】弧长越 长，对应的圆心角 越大，运动也越 快。【猜想】可以用转 过的圆心角大小 描述匀速圆周运 动快慢。【学生】掌握角速 度的物理意义，理 解计算角速度大 小的方法，角速度 的单位。掌握180 = ra rad靠皮带传送的 两轮不打滑时，轮激发学生兴 趣的同时，

11、帮 助学生自己 探究得出角 速度的相关 知识。边缘上的点的线 速度相等，因为在 相等时间内边缘 上各点走过的弧一齿轮传动长相等；共轴转动 的点与圆心的连 线在相等时间内转过相同的角度，所以同一轮上各 点角速度相同。齿轮传动时，接触点处速度大小、【教师提问】靠皮带传送的两轮不 打滑时，轮边缘上的点的线速度大 小有什么关系？同一轮上各点角速 度后什么关系？齿轮两轮又如何？【教师归纳】同一转盘上各点的角速度相同。方向都相同，因此 轮缘上各个点线 速度大小相等，同 一轮上各点的角 速度相等。合 作 探 究建 构 新 知同一皮带轮缘上各点的线速度大 小相等。环节周【教师提问】 教材中还提到了描述圆周快慢

12、的其他方法，他们是什么？各有什么物理意义？用什么字【学生活动】阅读课本内容尝试归纳知识占八、交流讨论，查缺通过学生间 的交流、归 纳、总结，培 养学生的协期用表小?单位如何?【师生互动】投影知识点并点评补漏作能力和处理信息、推、频率和转速周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。单位为s,符号t。频率：周期的倒数。单位为赫兹(hz)或1/s ,符号为f。二者关系：f= %物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。转速：时间内转过的圈数，用符号n表小。单位为 r/s或r/min 。【说明】转速在日常生活中很常用， 当n的单位取r/s时，n在数值上与 f相等。理、归纳的能 力，提高学生 综合素质。vt者 之

13、间【过渡】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？【创设情景】小球沿半径为r的圆 周匀速转动，转动一周的时间为 t, 求小球的线速度和角速度？学生合作、交流、探究 v=s/t=2 兀 r/t 3 =/t=2兀 /t通过教师提 问点拨，活化 学生思维方 式，培养学生的关系【教.1i1v= w r【讨论】v= w r(运用控制变量法)1) vf 时，co与r成反比2) cof 时，v与r成正比3) r 一定时，v与3成正比处理和运用 信息解决问 题的综合素 质。师活动】投影知识点并点评f=1/tv=2 兀 r/t =2 兀 rfco =2 兀 /

14、t =2 兀 f v=w r一个大轮通过皮带带动小轮转动，环 节巩 周 练 习内 化 知 识课 堂 练 习zx in /ll-1 ry；l n uj ij ,5 b1是小轮半径的3倍，大轮上一点 s离转轴o1的距离是半径的1/3,大轮边缘上一点p,小轮边缘上一点q贝u vq:vp:vs=3 q： 3 p： 3 s=交流、讨论、分析培养学生的 观察能力，分 析归纳能力。a)小结一概念质点沿圆周运动，如果在相等的 时间里通过的圆弧长度相等，这种 运动就叫做匀速圆周运动。二 描述圆周运动快慢的物理量1.线速度公式：v=s/t单位：m/s方向：圆周该点的切线方向匀速圆周运动是匀速率圆周运有效帮助学生梳

15、理本节 课的知识和 内容动。2 .角速度：公式：=/t单位：rad/s3 .周期、频率和转速三线速度，角速度、周期间的关系v=2 % r/t =2 % rfco =2 兀 /t =2 兀 fv= w r环节四课外探究提升能力课后作业1、练习四(2) (3) (5)2、探究活动观察一辆变速自彳t车的变速器 ， 它能变几挡速度？变速的原理是什 么？引导学生从 物理回到生 活，培养学生 运用所学物 理知识解决 实际问题的 能力。八、教学流程图符号说明：c?课堂教学过程开始和结束的符号c) 媒体的类型和媒体的内容教学内容和教师的活动/ 学生进行的活动开始生活中常见的几种运动视频轨迹为圆周的运动统称圆周运动flash 1归纳匀速圆周运动概念两个快慢不同的小球做匀速圆周运动flash 2怎么描述匀速圆周运动的快慢呢?提问点拨观察类比