1. 圆周运动全国优秀课堂实录

《2.1 圆周运动》教学设计

【教学目标】

1、知识与技能

（1）了解物体做圆周运动的特征

（2）理解线速度的概念，知道它是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量。理解描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量还有角速度和周期，会用它们的公式进行计算。

（3）理解线速度、角速度、周期之间的关系：vr2、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，通过课堂演示实验的观察，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vs、角速度大小：周期T、转速n等。

tt2r2，结合，导出vr

TT2r

T（3）探究线速度与周期之间的关系v3、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，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

（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】：线速度、角速度、周期的概念以及它们之间的联系。

【教学难点】：理解线速度、角速度物理意义。

【教学方法】：教师启发、引导，学生归纳分析，讨论、交流学习成果。

【教学媒体】：实物、图片、电脑多媒体动画课件等。

【教学设计】：

一、认识圆周运动

1、圆周运动：物体的运动轨迹是圆周，这样的运动叫圆周运动。

2、生活中圆周运动：如钟表指针的运动；转动的电风扇上各点的运动；计算机读写数据时硬盘的盘片，蒸汽机工作时转轮的运动。

图

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图4

【讨论与交流】

★

同学们还见过或经历过哪些圆周运动？你对圆周运动有什么认识？

如：游乐场里的摩天轮；车轮的转动；月球绕地球的运动；地球及各个行星绕太阳的运动等。

★

今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动

二、匀速圆周运动

1、用多媒体投影一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。

2、定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧长相等——这种运动就叫匀速圆周运动。

【问题】直线运动可用位移、速度和加速度等物理量来描述，那么，这些物理量可否也用来描述匀速圆周运动呢？

【观察与思考】

★

请同学们仔细观察自行车车轮转动时车轮上某一点的运动，并思考下列问题：

（1）该点在经过一段时间t后，它在圆周轨道上的位置如何确定？

★

时间t内通过的路程；位移；半径转过的角度。

（2）如何判断该点在圆周轨道上的运动快慢？

★

单位时间内通过的圆弧长度；单位时间内半径转过的角度；单位时间内转动的圈数；转动一周所用的时间等。

★

重复性和周期性。

3、举例：通过放录像让学生感知：一个电风扇转动时，其上各点所做的运动，地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。

4、通过电脑模拟：两个物体都做圆周运动，但快慢不同，过渡引入下一问题。

三、描述匀速圆周运动快慢的物理量

1、线速度

（1）分析：物体做匀速圆周运动时，运动的时间t增大几倍，通过的圆弧长度也增大几倍，所以对于某一匀速圆周运动而言，s与t的比值越大，物体运动得越快。

（2）线速度

①

线速度的大小vt表示时间）

②

线速度是矢量，它既有大小，也有方向（如图6，火星沿砂轮的切线飞出）。

③

线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

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图5

（3）根据你的观察，能不能找出匀速圆周运动区别于直线运动的最显著的运动特征？

s。

（s表示弧长，tO

v r

图6 图7

④

线速度的方向：在圆周各点的切线方向上。（如图7所示）

【讨论与交流】：匀速圆周运动的线速度是不变的吗？

【结论】

匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向时刻在改变，但线速度的大小是不变的。（如图8，在匀速转动的皮带传动轮中，轮子边缘各点的线速度大小与皮带传动的速度大小相等。）

2、角速度

【讨论与交流】

当自行车车轮匀速转动时，自行车同一根辐条上各点的线速度是否相同？自行车每根辐条在相同的时间内转过的角度是否相同？

（1）引导学生阅读课文有关内容

（2）出示阅读思考题

①

角速度是表示 的物理量。

②

角速度等于 和 的比值，即ω= 。

③

角速度的单位是 。

【说明】

（1）对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度ω是恒定的，即匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

（2）强调角速度单位的写法rad/s 3、周期、频率和转速

（1）学生阅读课文有关内容

（2）出示阅读思考题

① 周期是指 ；

频率是指 ；

转速是指 ；

②

它们分别用什么字母表示？

③

它们的单位分别是什么？

（3）阅读结束后，请学生回答上边的思考题

4、线速度、角速度、周期之间的关系

【讨论与交流】

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，它们之间一定存在某种关系，这种关系是什么呢？

设某一物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，用v表示线速度，表示角速度ω，T表示周期。则：

（1）物体运动一周所用的时间叫 ，用T表示；物体在周期T内转过的弧

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图8

长s= ，则由vs，可得物体的线速度v= 。

t（2）一个周期T内转过的角度Φ

= ，则由度ω= ；

（3）线速度v与角速度ω的关系是； ；

5、讨论vr

（1）当v一定时，ω与r成反比；

（2）当ω一定时，v与r成正比；

（3）当r一定时，v与ω成正比；

【实践与拓展】：师生共同探讨

1、变速自行车是如何实现变速的？

2、为什么磁带上各点都能以相同的速度经过磁带？

四、【典型例题】

t，可得物体的角速例1：分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？（播放多媒体动画）

分析得到：主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。

例2：分析下列情况下，轮上A、B、C三点的角速度有什么关系？（播放动画）

分析得到：同一轮上各点的角速度相同。

五、巩固训练

用电脑进行练习，并且进行激励评价和升级训练

（一）填空

1、做匀速圆周运动的物体线速度的 不变， 时刻在变，所以线速度是 （填恒量或变量），所以匀速圆周运动中，匀速的含义是 。

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A A B B A B O

C

2、对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是不变的？

（二）某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1：d2：d3＝3：2：1，

求：

（1）秒针、分针、时针尖端的角速度之比；

（2）秒针、分针、时针转动的线速度之比。

六、板书（小结）：

§2-1匀速圆周运动：

1、定义：物体在圆周上运动，且在相等的时间内通过的弧长相等。

2、描述运动快慢的物理量

（1）线速度：①公式：v（2）角速度：①公式：（3）周期T （4）频率f（或转速n）

3、v、ω、T、f、r间的关系：

①

v12r2； ②

； ③

vr； ④

T

TTfs； ②量性；矢量； ③单位：m/s

tt； ②单位：rad/s 七、作业布置。

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