匀速圆周运动教学设计(1)

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

2、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。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

3、段， 采用情景教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。

4、六、教学准备1、 视频剪接（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环节生 活实 例引 入新 课圆 周运 动【创设情景】播放生活中几种常见的运动画面，如风力发电机、水流星、旋转木马、驴子拉磨。问题 1 你看到的几种运动有什么共同特点？问题 2 日常生活中还有哪些这样的运动？【教师归纳】 在物理学中把轨迹为 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。观察、思考【学生】运动轨迹都为圆

5、周【学生】钟表、唱片、风车、风扇、 摩天轮等。从生活情景 中构建物理 情景，在激发 学生学习兴 趣的同时，引 导学生从生活走向物理，并形成圆周 运动概念。匀 速 圆周 运【创设情景】动画模拟1蜗牛在直线上匀速爬行2把直线围成一个圆，蜗牛仍以相等的速率在圆周上爬行冋题 1 蜗牛在直线上爬行有什么特观察、分析、思考【学生】相等时间通过动画模 拟，化“直” 为“曲”，抓 住本质，类比 匀速直线运 动在相等时 间通过位移 相等，得出匀动点？内爬过位移相等【学生】相等时间速圆周运动 在相等时间概问题 2 直线围成一个圆后，蜗牛沿通过的弧长爬过的弧长相等念圆周爬行有什么特点？相等，有利合 作探【教师归纳】

6、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。于学生对匀 速圆周运动 概念的理解。【创设情景】动画模拟：两个物通过学生自环究体都做匀速圆周运动，但快慢不观察己发现匀速节同。圆周运动有【教师设疑】 既然做匀速圆周运动快有慢，进一知的物体，有的快有的慢，怎样描述思考步激起学生匀速圆周运动的快慢呢？探究如何描【创设情景】动画模拟述圆周运动线甲、乙两蜗牛沿圆周运动，相同时快慢的兴趣，间甲爬过 2cm 的弧长，乙爬过 1cm在此基础上速的弧长。创设问题情度【教师提问】哪只蜗牛爬的更快？【学生讨论】甲蜗境，调动学生为什么？牛爬得快，因为在的积极性，让相等时间里它爬学生

7、主动学过的弧长更长。习，进一步探【启发思考】直线运动中，我们是【学生讨论】直线究线速度。怎样描述物体运动快慢的？类比速运动中我们用单度，该怎样描述匀速圆周运动的快位时间内通过的位移大小来描述慢？物体运动快慢；单位时间内物体通【教师讲述】线速度：线速度是描过的弧长长度大述质点做匀速圆周运动的瞬时速小可以描述匀速度，用来描述质点运动的快慢和方圆周运动的快慢。向。【学生讨论】理解物理意义：描述质点沿圆周运动比值定义法，得到合作探究的快慢。2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？3大小：v=St,4单位：m/s。【教师设问】我们已经学

8、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 周运动作为一种特殊的曲线运动， 它的线速度方向又是怎样的呢？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。方向：该点的切线方向（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？【教师追问】匀速圆周运动中的“匀速”和匀速直线运动中的“匀速”， 他们之间有什么不同？【结论】匀速圆周运动是一种变速曲线运动。【学生讨论】匀速圆周运动的线速 度不是恒定不变 的，因为线速度

9、有 大小也有方向，大 小不变，但方向始 终在变化。【学生讨论】匀速圆周运动中的“匀速”指的速度的大小不变，即速率不变； 而“匀速直线 运动”的“匀速” 指的速度不变是 大小方向都不变， 二者并不相同。以 问 题 为 载体，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合作探究甲、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 S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有别的方法吗？【教师归纳】可以用相等的时间里半径扫过的角度大小比较

10、匀速圆周运动的快慢：角速度1物理意义：描述质点绕圆心转动 的快慢。2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？3大小：3= /t4单位：rad/s。【说明】对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度3是恒定的。【课件模拟】皮带传动齿轮传动观察、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=nrad1靠皮带传送的 两轮不打滑时，轮 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

11、弧 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。2齿轮传动时，接 触点处速度大小、激发学生兴 趣的同时，帮 助学生自己 探究得出角 速度的相关 知识。【教师提问】靠皮带传送的两轮不方向都相同，因此打滑时，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 度有什么关系？齿轮两轮又如何？【教师归纳】轮缘上各个点 速度大小相等， 一轮上各点的线同角冋一转盘上各点的角速度相冋。速度相等。合作探 究冋一皮带轮缘上各点的线速度大 小相等。环【教师提问】 教材中还提到了描述【学生活动】通过学生间节圆周快慢的其他方法，他们是什1阅读课本内容2尝试归纳

12、知识的交流、归 纳、总结，培知么？各有什么物理意义？用什么字占周交流讨论，查缺养学生的协期母表示？单位如何？补漏作能力和处【师生互动】投影知识点并点评理信息、推、周期：质点沿圆周运动一周所用理、归纳的能的时间。单位为 s,符号 T。力，提高学生频频率：周期的倒数。单位为赫兹综合素质。率(Hz)或 1/s，符号为 f。和一者关系：f=1T转物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。速转速：时间内转过的圈数，用符号 n 表示。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。V【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

13、慢学生合作、交流、coT的物理量，那么他们之间有什么样探究的关系呢？通过教师提三者【创设情景】小球沿半径为 r 的圆V=s/t=2nr/T问点拨，活化o=/t学生思维方之周匀速转动，转动一周的时间为T,间求小球的线速度和角速度？式，培养学生=2n/T【教师活动】投影知识点并点评f=1/TV=2nr/T =2nrf3=2n/T =2nfv=3r【讨论】v=3r(运用控制变量法)1 ) v 一定时，3与 r 成反比2)3一定时，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。巩固练习内化知识课堂练习v=3r一个大轮通过皮带带动小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半

14、径是小轮半径的 3 倍，大轮上一点 S 离转轴 01 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=_3Q：3P：3S=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，这种交流、讨论、分析培养学生的 观察能力，分 析归纳能力。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理本节课的知识和内容动。2角速度：公式：3= /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=2nr/T =2nrf3=2n/T =2nfv=3r环节四课外探究提升能力课 后 作业1、练习四(2) (3) (5)2 2、探究活动观察一辆变速自行车的变速器，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