《2022魯科版必修二《勻速圓周運(yùn)動快慢的描述》word教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022魯科版必修二《勻速圓周運(yùn)動快慢的描述》word教案（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022魯科版必修二《勻速圓周運(yùn)動快慢的描述》word教案 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識與技能： 1、知道什么是勻速圓周運(yùn)動 2、理解什么是線速度、角速度和周期 3、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系 二、過程與方法： 1、能夠用類比等方法學(xué)習(xí)新知識。 2、能夠通過實(shí)驗(yàn)來探究規(guī)律。 3、能夠應(yīng)用勻速圓周運(yùn)動的有關(guān)公式分析和解決有關(guān)問題。 三、情感態(tài)度與價值觀： 通過描述勻速圓周運(yùn)動快慢的教學(xué)，使學(xué)生了解對同一個問題可以從不同的側(cè)面進(jìn)行研究。 教學(xué)重點(diǎn)： 1、理解線速度、角速度和周期的概念。 2、知道什么是勻速圓周運(yùn)動 3、線速度、角速度及周期之間的關(guān)系 教學(xué)難點(diǎn)： 可

2、以用不同的物理量描述勻速圓周運(yùn)動的快慢 播放視頻：日常生活中常見的圓周，新 勻速圓周運(yùn)動 特點(diǎn)：運(yùn)動快慢不變 問題：如何描述勻速圓周運(yùn)動的快慢 演示實(shí)驗(yàn)：自行車車輪的轉(zhuǎn)動 線速度 角速度 、頻率、轉(zhuǎn)速 大?。? S為弧長 方向：分組實(shí)驗(yàn)留跡法 解釋演示實(shí)驗(yàn) 線速度、角速度及周期等之間的關(guān)系 課堂練習(xí) 課堂小結(jié) n=f= 教學(xué)方法： 演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、講授、推理歸納法 教學(xué)用具： 玩具小自行車、自制圓周運(yùn)動線速度方向演示器、多媒體 教學(xué)流程： 教學(xué)過程： 一、引入 師：前面我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動中

3、一種比較簡單的運(yùn)動形式——拋體運(yùn)動，而在日常生活中，我們還經(jīng)常見到另一種比較簡單的曲線運(yùn)動——圓周運(yùn)動。 師：什么是圓周運(yùn)動呢？ 生：圓周運(yùn)動就是運(yùn)動軌跡是圓周的運(yùn)動。 師：同學(xué)們能不能舉一些日常生活中常見的圓周運(yùn)動？ 生：如機(jī)械鐘表的指針、齒輪、電風(fēng)扇的葉片、汽車的車輪在轉(zhuǎn)動時的運(yùn)動都是圓周運(yùn)動。 師：播放生活中常見的圓周運(yùn)動的視頻。 二、勻速圓周運(yùn)動 師：我們剛才舉到的這些例子中，有些圓周運(yùn)動的規(guī)律是比較復(fù)雜的，如過山車的運(yùn)動。而我們研究一種運(yùn)動，都是先研究其最簡單的運(yùn)動形式，如在直線運(yùn)動規(guī)律的學(xué)習(xí)中，我們只研究了最簡單的兩種直線運(yùn)動的規(guī)律，即勻速直線運(yùn)動和勻變速直線運(yùn)動的規(guī)

4、律。對于圓周運(yùn)動，我們也先研究其中最簡單的運(yùn)動形式，那最簡單的圓周運(yùn)動應(yīng)該是怎樣的？ 生：最簡單的圓周運(yùn)動應(yīng)該是運(yùn)動快慢不變的圓周運(yùn)動。 師：我們把這種運(yùn)動快慢不變的圓周運(yùn)動稱為勻速圓周運(yùn)動。 師：勻速圓周運(yùn)動與勻速直線運(yùn)動的區(qū)別是什么？ 生：勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)動方向不斷變化。 1、線速度 演示實(shí)驗(yàn)：將自行車倒過來放置，勻速轉(zhuǎn)動腳踏板，觀察并比較小自行車上AB兩點(diǎn)、BC兩點(diǎn)的運(yùn)動快慢。 B A C 生：觀察、思考及討論。給出觀點(diǎn)： 1、A點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動得快 2、AB兩點(diǎn)運(yùn)動快慢一樣 3、BC兩點(diǎn)運(yùn)動快慢一樣

5、 4、B點(diǎn)比C點(diǎn)運(yùn)動得快 A B C 圖（1） 師：同學(xué)們得到的這些結(jié)論到底哪些是正確的哪些是錯誤的呢？我們應(yīng)該如何確定勻速圓周運(yùn)動的快慢呢？ 師：我們先回顧一下我們是如何描述直線運(yùn)動的快慢。 生：用速度這個物理量，，是位移與時間的比值。 師：那速度這個物理量能不能準(zhǔn)確地描述勻速圓周運(yùn)動的快慢呢？ 生：學(xué)生思考討論。 師：提示可以舉一個勻速圓周運(yùn)動實(shí)例：如圖（1）所示 ，一物體從A點(diǎn)出發(fā)，沿順時針做勻速圓周運(yùn)動，經(jīng)過時間t1，第一次運(yùn)動到了B點(diǎn)；經(jīng)過時間t2第一次運(yùn)動到了C點(diǎn) 。物體在運(yùn)動過程中運(yùn)動的快慢是不變的。 物體在t1時間內(nèi)的平均速度；時間t2內(nèi)

6、的平均速度。因SAB>SAC t1。而對于做勻速圓周運(yùn)動的物體來說，物體運(yùn)動的快慢應(yīng)該是不變的，說明用我們以前所學(xué)過的物理量——速度是無法準(zhǔn)確描述勻速圓周運(yùn)動的快慢。 A B C 乙 甲 圖（2） 師：那么我們應(yīng)該用什么物理量來描述勻速圓周運(yùn)動的快慢呢？提示能不能用初中所學(xué)過的速率來描述勻速圓周運(yùn)動的快慢。 生：學(xué)生談?wù)摗? 師：我們是如何定義速率的？ 生：，是路程與時間的比值。 師：物體做圓周運(yùn)動的路程就對應(yīng)于圓上的弧長。 師：兩物體甲和乙同時從A點(diǎn)出發(fā)，沿順時針做快慢不同的勻速圓周運(yùn)動，甲比乙運(yùn)動得快，經(jīng)過時間t，甲第一次運(yùn)動到了C點(diǎn)，乙第一次運(yùn)

7、動到了B點(diǎn)，甲的速率V甲=，乙的速率V乙=。因SAC‘>SAB‘，所以V甲>V乙，因此速率可以用來描述勻速圓周運(yùn)動的快慢。 師：我們把勻速圓周運(yùn)動的物體通過的弧長S與所有時間t的比值叫做線速度的大小。 【公式】 【單位】:米每秒 m/s 師：線速度是矢量，不僅有大小，而且有方向。那線速度的方向是怎樣的呢？ 師：分組實(shí)驗(yàn)。如圖（3）所示，半圓軌道放置在水平桌面上，在水平桌面與半圓周軌道間由下至上疊放白紙、復(fù)寫紙。讓小球在水平面內(nèi)沿半圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動，在B點(diǎn)脫離軌道時，對小球進(jìn)行受力分析，忽略滾動摩擦力的影響，可認(rèn)為小球所受合力為0，因此小球接下來以速度VB做勻速直線運(yùn)動，此時

8、小球的運(yùn)動軌跡方向即小球做勻速圓周運(yùn)動經(jīng)過B點(diǎn)時的線速度方向。通過留在白紙上的軌跡，我們發(fā)現(xiàn)這個方向與半徑方向垂直，說明小球在做圓周運(yùn)動過程中經(jīng)過B點(diǎn)時的速度方向沿圓周B點(diǎn)的切線方向。多次實(shí)驗(yàn)，得到相同的結(jié)論。說明物體做圓周運(yùn)動時，線速度的方向總是沿圓周的切線方向。 師：我們把這種方法叫做留跡法。在以前的學(xué)生中我們是否也使用過留跡法？ 生：打點(diǎn)計時器、頻閃照片等。 師：拓展——任何曲線運(yùn)動線速度方向是否都沿軌跡的切線方向？請同學(xué)回去后用同樣的方法進(jìn)行探究。 師：學(xué)習(xí)了線速度概念后，請同學(xué)們判斷一下演示實(shí)驗(yàn)中的觀點(diǎn)哪些是正確的。 生：觀點(diǎn)1和觀點(diǎn)3是正確的。 對于AB兩點(diǎn)，因轉(zhuǎn)動一周

9、所用的時間相同，但A點(diǎn)運(yùn)動的弧長大于B點(diǎn)運(yùn)動的弧長，根據(jù)線速度的公式可得SA>SB，所以VA>VB，說明觀點(diǎn)1——A點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動得快是正確的。對于BC兩點(diǎn)，因是用鏈子連在一起的，相同的時間內(nèi)它們的路程相等，所以在相同時間里運(yùn)動的弧長相同，有VB=VC，說明觀點(diǎn)3——BC兩點(diǎn)運(yùn)動快慢一樣是正確的。 師：但有的同學(xué)認(rèn)為AB兩點(diǎn)是一同轉(zhuǎn)動的，所以它們的運(yùn)動快慢應(yīng)該是一樣的，而BC兩點(diǎn)在相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度卻不一樣，所以它們的運(yùn)動快慢是不一樣的。因此對于勻速圓周運(yùn)動來說，我們還可以從角度的方面來考慮物體運(yùn)動的快慢。 2、角速度 師：為了描述BC兩點(diǎn)在運(yùn)動過程中角度變化快慢的不同，物理學(xué)中引入一

10、個量來描述它。我們把這個量叫做“角速度”，用符號ω表示。 【定義】做圓周運(yùn)動的物體某段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角與該段時間的比值叫做角速度。 【公式】 師：那角速度的單位是什么呢？ 師：應(yīng)該是度每秒，°/s 師：提到角的單位，大家自然會想到“度”，然而在國際單位制中，角的度量使用另一個單位“弧度”。 【單位】弧度每秒 rad/s 【方向】四指繞著轉(zhuǎn)動方向中，拇指指向就是角速度方向。（可對學(xué)生說高中階段不要求掌握角速度的方向） 師：我們學(xué)習(xí)了角速度的概念后，同學(xué)就很容易可以理解演示實(shí)驗(yàn)中的觀點(diǎn)2和觀點(diǎn)4了。AB兩點(diǎn)是一同轉(zhuǎn)動的，相同時間里轉(zhuǎn)過的角度一樣，說明他們的角速度相等，所以它們的運(yùn)

11、動快慢應(yīng)該是一樣的。而在相等的時間內(nèi)B點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度大于C點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度，所以B的角速度大于C的角速度。 3、周期： 師：前面我們已經(jīng)分析了可以從線速度和角速度兩方面來描述物體做勻速圓周運(yùn)動的快慢。請大家再思考一下，是否還有其他的物理量也可以描述物體做勻速圓周運(yùn)動的快慢。 生：學(xué)生討論。 師：對于BC兩點(diǎn)，轉(zhuǎn)動一周所用的時間是不同的，因此我們還可以用物體轉(zhuǎn)動一周所用的時間來描述物體做勻速圓周運(yùn)動的快慢。 師：我們把周期性運(yùn)動每重復(fù)一次所需要的時間叫做周期T。做勻速圓周運(yùn)動的物體，周期越短，轉(zhuǎn)動越快；周期越長，轉(zhuǎn)動越慢。 【定義】周期性運(yùn)動每重復(fù)一次所需要的時間叫做周期T。 【單位】秒

12、 s 師：做勻速圓周運(yùn)動的物體轉(zhuǎn)動一周所用的時間越長，說明物體轉(zhuǎn)動越慢，那如果物體在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)越多，說明物體轉(zhuǎn)動得是越快還是越慢呢？ 生：轉(zhuǎn)動得越快。 師：因此我們還可以用單位時間內(nèi)運(yùn)動重復(fù)的次數(shù)來描述物體做勻速圓周運(yùn)動的快慢。 師：我們把單位時間內(nèi)運(yùn)動重復(fù)的次數(shù)叫做頻率，用f表示，單位是赫茲（HZ）。頻率越高，轉(zhuǎn)動越快；頻率越低，轉(zhuǎn)動越慢。 師：在生產(chǎn)和生活中，我們又把勻速圓周運(yùn)動的頻率稱為轉(zhuǎn)速，用n表示，單位為轉(zhuǎn)每秒（r/s ） 或者轉(zhuǎn)每分（r/min）。 師：下面請大家分析一下做勻速圓周運(yùn)動的物體，周期、頻率和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。 生：很容易可以得到：

13、師：下面請同學(xué)們根據(jù)今天所學(xué)的知識歸納一下演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。 生：A點(diǎn)的線速度大于B點(diǎn)的線速度 結(jié)論1：A點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動得快 AB兩點(diǎn)的角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速相等 結(jié)論2：AB兩點(diǎn)運(yùn)動快慢一樣 BC兩點(diǎn)的線速度相等 結(jié)論3：BC兩點(diǎn)運(yùn)動快慢一樣 C點(diǎn)角速度（周期、頻率、轉(zhuǎn)速）大于B點(diǎn)的 結(jié)論4：C點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動得快 三、線速度、角速度、周期的關(guān)系 師：請同學(xué)們再分析一下做勻速圓周運(yùn)動的物體，線速度、角速度與周期之間的關(guān)系。 生：1、線速度與角速度的關(guān)系

14、 2、線速度與T的關(guān)系、角速度與T的關(guān)系 3、線速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系、角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 請學(xué)生在黑板上板演 師：從以上的學(xué)習(xí)我們知道線速度、角速度、周期、頻率和轉(zhuǎn)速都可以用來描述勻速圓周運(yùn)動的快慢，說明對于同一個問題可以從不同的側(cè)面進(jìn)行研究。 四、課堂練習(xí) A B C A B C 例1、分析下面兩個圖中ABC三點(diǎn)角速度、線速度、周期間的關(guān)系。 A B 30° 60° 例2、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（ ） A、任意相等時間內(nèi)物體通過的路程相等。 B、任意相等時間內(nèi)物體通

15、過的位移相等 C、任意相等時間內(nèi)物體半徑掃過的弧度相等 D、勻速圓周運(yùn)動是勻速運(yùn)動 五、課后思考題、作業(yè) 1、地球上北緯30度和北緯60度上各有一點(diǎn)A和B，則它們之間的角速度和線速度大小之比為多少？ 2、磁帶兩孔轉(zhuǎn)速是否相同？ 3、書本第66頁圖4-5中，砂輪打磨時飛出的火星是從砂輪飛出的物質(zhì)還是從工件上飛出的物質(zhì)？ 4、書本第66頁圖4-5和圖4-6中，火星和水滴從切線飛出，為什么就可以說明圓周運(yùn)動的線速度方向就是沿圓周的切線方向？ 5、課后作業(yè)：書P70 第3、5題 六、課堂小結(jié) 物理量 大小 方向 物理意義 1 線速度v V=s/t (s

16、—弧長） V=2 π r/T 沿圓周的切線方向 表示質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢 2 角速度ω ω=θ/t ω=2 π /T 有 表示質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢 3 周期T T=1/f 標(biāo)量 表示質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢 4 頻率f f=1/T 標(biāo)量 表示質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢 5 轉(zhuǎn)速n n=f=1/T 標(biāo)量 表示質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢 板書設(shè)計： 一、 圓周運(yùn)動 1、 定義：運(yùn)動軌跡是圓周的運(yùn)動 2、 日常生活常見的圓周運(yùn)動： 如機(jī)械鐘表的指針、齒輪、電風(fēng)扇的葉片、汽車的車輪在轉(zhuǎn)動時的運(yùn)動 3、 最簡單圓周運(yùn)動 勻速圓周運(yùn)動——

17、特點(diǎn)：運(yùn)動快慢不變 與勻速直線運(yùn)動的區(qū)別——運(yùn)動的方向不斷變化 二、 勻速圓周運(yùn)動的描述 演示實(shí)驗(yàn)：自行車車輪的轉(zhuǎn)動 觀點(diǎn)1、A點(diǎn)比B點(diǎn)運(yùn)動得快 觀點(diǎn)2、AB兩點(diǎn)運(yùn)動快慢一樣 觀點(diǎn)3、BC兩點(diǎn)運(yùn)動快慢一樣 觀點(diǎn)4、B點(diǎn)比C點(diǎn)運(yùn)動得快 1、 線速度 （1）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢 （2）定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動通過的弧長S與所用時間t 的比叫做線速度 （3）線速度的大?。? （4）線速度的方向：沿圓周各點(diǎn)的切線方向 分組實(shí)驗(yàn)：探究線速度的方向 留跡法 2、 角速度 （1） 物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢 （2） 定義：做圓周運(yùn)動的物體某

18、段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角與該段時間的比值叫做角速度 （3） 矢量 不要求掌握方向 （4） 單位 弧度每秒 rad/s 3、 周期 （1） 物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢 （2） 定義：周期性運(yùn)動每重復(fù)一次所用的時間叫周期 （3） 標(biāo)量 4、 頻率 （1） 物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢 （2） 定義：周期性運(yùn)動每重復(fù)一次所用的時間叫周期 （3） 標(biāo)量 5、 轉(zhuǎn)速 （1） 物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動的快慢 （2） 定義：周期性運(yùn)動每重復(fù)一次所用的時間叫周期 （3） 標(biāo)量 三、線速度、角速度、周期、頻率及轉(zhuǎn)速間的關(guān)系 1、線速度與角速度的關(guān)系 2、線速度與T的關(guān)系、角速度與T的關(guān)系 3、線速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系、角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 4、 n=f=1/T 四、課堂練習(xí) 五、課后思考題、作業(yè) 六、課堂小結(jié)