匀速圆周运动教学设计(2).doc

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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线方向并知道曲线运动

2、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，采用情景教学法和引导式教学法，结合师生共同讨论、归纳

3、，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、视频剪接（由 4 个片段

4、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、教学过程设计附表附表教学环节教学环节教师活动教师活动学生活动学生活动设计思想设计思想生活实例引入新课圆周运动【创设情景创设情景】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。问题问题 1 1 你看到的几种运动有什么共同特点？问题问题 2 2 日常生活中还有哪些这样的运动？【教师归纳教师归纳】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【学生学生】运动轨迹都为圆

5、周【学生学生】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】【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问题问题 1 1 蜗牛在直线上爬行有什么特观察、分析、思考【学生学生】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环环节节一一动概念点？问题问题 2 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

6、过位移相等【学生学生】相等时间爬过的弧长相等相等，得出匀速圆周运动在相等时间通过的弧长相等，有利于学生对匀速圆周运动概念的理解。线速度【创设情景创设情景】动画模拟：两个物体都做匀速圆周运动，但快慢不同。【教师【教师设疑设疑】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【教师提问提问】哪只蜗牛爬的更快？为什么？【启发思考启发思考】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？【教师讲述教师讲述】线速度：线速度是描述质点做匀速

7、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：物理意义：描述质点沿圆周运动观察思考【学生学生讨论讨论】甲蜗牛爬得快，因为在相等时间里它爬过的弧长更长。【学生学生讨论讨论】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。【学生学生讨论讨论】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。环环节节二二合作探究建构新知的快慢。定义：定义：质点通过的弧长 s 跟通过这段弧长所用时间 t

8、的比值。思考：思考：从定义可以看出线速度的计算公式吗？大小：大小：vts，单位：单位：m/s。【教师【教师设问设问】我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，那么圆周运动作为一种特殊的曲线运动，它的线速度方向又是怎样的呢？方向：方向：该点的切线方向（垂直于半径）。【教师【教师设问设问】匀速圆周运动的线速度是恒定不变的吗？为什么？【教师【教师追追问问】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？【结论结论】匀速圆周运动是一种变速曲线运动。vts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

9、位是 m/s。【学生学生讨论讨论】圆周运动的线速度方向就在圆周该点的切线方向上。【学生学生讨论讨论】匀速圆周运动的线速度不是恒定不变的，因为线速度有大小也有方向，大小不变，但方向始终在变化。【学生学生讨论讨论】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。【创设情景创设情景】动画模拟创设情境在环环节节二二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 S1的弧长，乙经过 S2的弧长。问题问题 1 1 哪个小球比较快？问题问

10、题 2 2 它们运动的弧长S1和S2所对应的圆心角大小有什么关系？问题问题 3 3 你认为描述匀速圆周运动快慢还有别的方法吗？【教师【教师归纳归纳】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：角速度角速度物理意义：物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。定义：定义：质点所在半径转过的角度跟所用时间 t 的比值。思考：思考：从定义可以得出角速度的计算公式吗？大小：大小：=/t单位：单位：rad/s。【说明】【说明】对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度是恒定的。【课件模拟】1皮带传动2齿轮传动观察、分析【学生学生】弧长越长，对应的圆心角越大，运动也越快。【猜想猜想】可以用转过的圆心角大

11、小描述匀速圆周运动快慢。【学生【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180rad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。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。环环节节二二合作探究建构新知【教师【教师提问提问】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有什么关系？齿轮两轮又如何？【教师归纳教师归纳】同一转盘上各点的角速度相同。同一皮带轮缘上各

12、点的线速度大小相等。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。周期、频率和转速【教师【教师提问提问】教材中还提到了描述圆周快慢的其他方法，他们是什么？各有什么物理意义？用什么字母表示？单位如何？【师生互动师生互动】投影知识点并点评周期：周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。单位为 s，符号 T T。频率频率：周期的倒数。单位为赫兹（Hz）或 1/s，符号为 f。二者关系：f=T1物理意义：物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。转速：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【说明】转速在日常生活中很常用，当 n 的单位取 r/s 时

13、，n 在数值上与f 相等。【学生【学生活动活动】阅读课本内容尝试归纳知识点交流讨论，查缺补漏通过学生间的交流、归纳、总结，培养学生的协作能力和处理信息、推理、归纳的能力，提高学生综合素质。VT三者之间【过渡过渡】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=2r/T=/t=2/T通过教师提问点拨，活化学生思维方式，培养学生环环节节二二合作探究建构新知的关系【教师活动教师活动】投影知识点并点评f=1/TV=2r/T=2

14、rf=2/T=2fv=rv=r【讨论讨论】v=r（运用控制变量法）1）v 一定时，与r 成反比2）一定时，v与 r 成正比3）r 一定时，v 与成正比处理和运用信息解决问题的综合素质。课堂练习一个大轮通过皮带带动小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半径是小轮半径的 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，则vQ:vP:vS=_Q:P:S=_交流、讨论、分析培养学生的观察能力，分析归纳能力。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

15、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环环节节三三巩固练习内化知识动。2角速度：公式：=/t 单位：rads3周期、频率和转速三 线速度，角速度、周期间的关系V=2r/T=2rf=2/T=2fv=r环环节节四四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：课堂教学过程开始和结束的符号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视频生活中常见的几种运动分析讨论：视频中四种运动轨迹都为圆周归纳：轨迹为圆周的运动统称圆周运动Flash 1蜗牛在直线和圆周上匀速率爬行讨论并得出：直线上相等时间爬过相等位移，圆周上相等时间爬过相等弧长。归纳匀速圆周运动概念Flash 2两个快慢不同的小球做匀速圆周运动怎么描述匀速圆周运动的快慢呢？观察类比探究线速度猜想分析得出角速度阅读自学周期、频率和转速提问点拨讨论并得出线速度、角速度，周期三者关系结束课堂练习布置作业，课外探究九、板书设计