圆周运动 教学设计 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

2/2人教版物理必修第二册第6章第1节教学设计第6章圆周运动第1节圆周运动目录一、学习任务二、新知探究（一）梳理要点（二）启发思考（三）深化提升三、课堂小结2/2第6章圆周运动第1节圆周运动一、学习任务1．掌握线速度的定义式，知道圆周运动线速度大小、方向的特点，知道什么是匀速圆周运动。2．掌握角速度的定义式和单位，知道角速度与线速度的关系。3．知道周期、转速的概念，掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系。二、新知探究知识点一：描述圆周运动的物理量及其关系（一）梳理要点1．圆周运动：我们把轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动。2．线速度(1)表达式：v＝ΔsΔt(2)方向：线速度的方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。(3)物理意义：描述圆周运动物体的运动快慢。(4)匀速圆周运动①定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等的运动。②性质：线速度的方向是时刻变化的，因此是一种变速运动。3．角速度(1)定义：半径转过的角度与所用时间的比值。(2)定义式：ω＝ΔθΔt(3)单位：弧度每秒，符号是rad/s或rad·s-1。(4)物理意义：描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。(5)匀速圆周运动的角速度：匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。4．周期(1)周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间，符号用T表示，单位是秒(s)。(2)转速：物体转动的圈数与所用时间之比，常用符号n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。5．线速度与角速度的关系(1)两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积。(2)关系式：v＝ωr。（二）启发思考月球绕地球运动，地球绕太阳运动，这两个运动都可看成是圆周运动，怎样比较这两个圆周运动的快慢？请看下面地球和月球的“对话”。地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1s要走29.79km，你绕我运动1s才走1.02km。月球说：不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3天就能绕你转一圈，到底谁转得慢？【问题】(1)地球说得对？还是月球说得对？(2)通过地球和月球的对话，判断到底谁的线速度大。(3)月球运动的轨道半径大约为3.8×105km，地球运动的轨道半径大约为1.5×108km，是否线速度大就说明物体转动得快？提示：(1)描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期，只用其中一个物理量无法准确描述圆周运动的快慢。地球和月球因为描述圆周运动快慢的标准不同，所以地球和月球的说法都是片面的。(2)从线速度的定义可以看出地球的线速度v1＝29.79km/s，月球的线速度v2＝1.02km/s，故地球的线速度大。(3)根据角速度和线速度的关系v＝ωr，也可以解得ω1＝v1r1＝29.79×ω2＝v2r2＝1.02×因此从角速度方面来讲，线速度大的物体转动得不一定快。（三）深化提升1．描述圆周运动的各物理量之间的关系2．描述圆周运动的各物理量之间关系的分析技巧(1)角速度、周期、转速之间关系的分析：物体做匀速圆周运动时，由ω＝2πT(2)线速度与角速度之间关系的分析：由v＝ω·r知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝1r知识点二：常见三种传动方式（一）启发思考如图为两种传动装置的模型图。【问题】(1)甲图为皮带传动装置，A、B两点线速度大小有什么关系？(2)能否根据A、B两点的线速度分析角速度关系？(3)乙图为同轴传动装置，试分析C、D两点的角速度及线速度关系。提示：(1)皮带传动时，在相同的时间内，A、B两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相等。(2)能，根据v＝ωr，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小。(3)同轴传动时，在相同的时间内，C、D两点转过的角度相等，所以这两点的角速度相同，又因为v＝ωr，当ω一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大，故D点线速度大。（二）深化提升1．三种传动装置同轴传动皮带传动齿轮传动装置A、B两点在同轴的一个圆盘上两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点(两齿轮的齿数分别为n1、n2)特点角速度、周期相等线速度大小相等线速度大小相等转动方向相同相同相反规律线速度与半径成正比：vAv角速度与半径成反比：ωAω周期与半径成正比：TAT角速度与半径成反比：ωAωB＝周期与半径成正比：TAT2．求解传动问题的思路(1)分清传动特点：若属于皮带传动或齿轮传动，则轮子边缘各点线速度大小相等；若属于同轴传动，则轮上各点的角速度相等。(2)确定半径关系：根据装置中各点位置确定半径关系，或根据题意确定半径关系。(3)择式分析：若线速度大小相等，则根据ω∝1r3.解决传动问题的两个关键点(1)绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n和周期T相等，而各点的线速度v与半径r成正比。(2)在皮带不打滑的情况下，和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等，而角速度ω与半径r成反比。知识点二：圆周运动的周期性和多解问题（一）深化提升1．问题特点(1)研究对象：匀速圆周运动的多解问题含有两个做不同运动的物体。(2)运动特点：一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他形式的运动(如平抛运动，匀速直线运动等)。(3)运动的关系：由于两物体运动的时间相等，根据等时性建立等式求解待求物理量2．分析技巧(1)抓住联系点：明确题中两个物体的运动性质，抓住两运动的联系点。3.解决圆周运动多解问题的方法(1)明确两个物体参与运动的性质和求解的问题，两个物体参与的两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移等，抓住两运动的联系点是解题关键。(2)注意圆周运动的周期性造成的多解。分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据运动的周期性，在转过的角度θ上再加上2nπ，具体n的取值应视情况而定。三、课堂小结回归本