高中物理_物理圓周運動教案_新人教版必修

2024年1月4日發(作者：環境保護作文)

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6.5 圓周運動

★新課標要求

（一） 知識與技能

1、 理解圓周運動的概念，知道勻速圓周運動的概念，知道線速度就是物體做勻速圓周 運動的瞬時速度、理解角速度和周期的概念，會用它們的公式進行計算。

2、 理解線速度、角速度、周期之間的關系：

3、 理解勻速圓周運動是變速運動。

（二） 過程與方法

1、 運用極限法理解線速度的瞬時性。

2、 運用數學知識推導角速度的單位。

（三） 情感、態度與價值觀

1、 通過極限思想和數學知識的應用，體會學科知識間的聯系，建立普遍聯系的觀點。

2、 體會應用知識的樂趣。

★教學重點

線速度、角速度的概念以及它們之間的聯系。

★教學難點

理解線速度、角速度的物理意義。

★教學方法

教師啟發、引導，學生歸納分析，討論、交流學習成果。

★教學工具

投影儀等多媒體教學設備

★教學過程

（一） 引入新課

上節課我們學習了拋體運動的規律，這節課開始我們再來學習一類常見的曲線運動一一 圓周運動。

（二） 進行新課

教師活動：引導學生列舉生活中常見的圓周運動的實例，增強學生的感性認識。

學生活動：學生紛紛舉例。選出代表發言。

教師活動：待學生舉例后，提出問題：

這些作圓周運動的物體，哪些運動得更快？我們應該如何比較它們運動的快 慢呢？

引導學生討論教材“思考與討論”中的問題，選出代表發表見解。

學生活動：思考并討論自行車的大齒輪、小齒輪、后輪上各點運動的快慢。

教師活動：聽取學生的發言，針對學生的不同意見，引導學生過渡到對描述圓周運動快 慢的物理量一一線速度的學習上來。

點評：讓學生的最大限度的發表自己的見解，教師不必急于糾正學生回答中可能出現的 錯誤。要給學生創造發表見解的機會，創設問題情境，拓寬思考問題的空間。保護學生的學 習積極性。

1、 線速度

教師活動：我們曾經用速度這個概念來描述物體作直線運動時的快慢，那么我們能否繼 續用這個概念來描述圓周運動的快慢呢？如果能，該怎樣定義呢？ 給出閱讀提綱，學生先歸納，v=r

3

=2n

r

/T

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然后師生互動加深學習。

［投影］閱讀提綱

(1) 線速度的物理意義

(2) 線速度的定義

(3) 線速度的定義式

(4) 線速度的瞬時性

(5) 線速度的方向

(6) 勻速圓周運動的“勻速”同“勻速直線運動”的“勻速”一樣嗎？ 學生活動：(1)結合閱讀提綱閱讀課本內容

(2) 嘗試自己歸納知識點

(3) 交流討論，查缺補漏 師生互動：投影知識點并點評、總結

(1)

快慢

(2)

物理意義：描述質點沿圓周運動的.

定義：質點做圓周運動通過的弧長 △

I和所用時間△

t的比值叫做線速 度。(比值定義法)

(3) 大小：v

=—。單位：m/s (s是弧長，非位移)

也t

(4) 當選取的時間△

t很小很小時(趨近零)，弧長△

I就等于物體在t時 刻的位移，定義式中的

V,就是直線運動中學過的瞬時速度了。

(5) 方向：在圓周各點的切線上

(6) “勻速圓周運動”中的“勻速”指的速度的大小不變，即速率不變；而 “勻速直線運動”的“勻速”指的速度不變是大小方向都不變，二者并不相

同。

［結論］勻速圓周運動是一種變速運動

?

2、 角速度

教師活動：描述圓周運動的快慢，除了用線速度外，還有沒有其它方法？ 給出閱讀提綱，學生先歸納，然后師生互動加深學習。

［投影］閱讀提綱

(1) 角速度的物理意義

(2) 角速度的定義

(3) 角速度的定義式

學生活動：(1)結合閱讀提綱閱讀課本內容

(2) 嘗試自己歸納知識點

(3) 交流討論，查缺補漏

師生互動：投影知識點并點評、總結

(1) 物理意義：描述質點轉過的圓心角的快慢

(2)

中，連接運動質點和圓心的半徑轉過

間厶t的比值，就是質點運動的角速度；

(3 )定義式：

3

=

定義：在勻速圓周運動△

0的角度跟所用時

1

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3、 角速度的單位

教師活動：線速度的單位是米每秒，角速度的單位又是什么呢？

［投影］閱讀提綱

(1) 怎樣度量圓心角的大小？弧度這個單位是如何得到的？在計算時要注

意什么？

(2) 國際單位制中，角速度的單位是什么？

(3) 有人說，勻速圓周運動是線速度不變的運動，也是角速度不變的運動， 這兩種說法正確嗎？為什么？

學生活動：結合閱讀提綱閱讀課本內容，完成對角速度單位的學習。

師生互動：投影知識點并點評、總結

(1) 圓心角0的大小可以用弧長和半徑的比值來描述，這個比值是沒有單 位的，為了描述問題的方便，我們“給”這個比值一個單位，這就是弧度。 弧度不是通常意義上的單位，計算時，不能將弧度帶道算式中。

(2)

是弧度每秒(

國際單位制中，角速度的單位rad /s)

(3) 第一句話是錯誤的，因為線速度是矢量，勻速圓周運動是線速度大小 不變的運動，后一句話是正確的，因為角速度是標量，沒有方向，因此角速 度是不變的。

教師活動：教材中還提到了描述圓周運動快慢的兩種方法，它們是什么？單位如何？ 學生活動：閱讀教材，掌握轉速和周期的概念。

4、 線速度跟角速度的關系

教師活動：線速度和角速度都能描述圓周運動的快慢，它們之間有何關系呢？

引導學生閱讀教材，推導出線速度和角速度的關系。

學生活動：在練習本上推導線速度和角速度的關系式。

點評：通過推導，加深對知識的學習，掌握知識間的聯系。

(三) 課堂總結、點評

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本

上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結

和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知

識框架。

(四) 實例探究

［例1］如圖所示的傳動裝置中，

B C兩輪固定在一起繞同一軸轉動，

A B兩輪用皮帶 傳動，三輪半徑關系是

rA=

rc=2「B.若皮帶不打滑，求

A、B、C輪邊緣的a、b、c三點的角 速度之比和線速度之比.

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【解析】A、B兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，則

A、B兩輪邊緣的線速度大小相等,

即

Va=

Vb或

Va

:

Vb= 1 : 1

由

V

=3

r

得

3

a：3

b

=

r

B

:「A=

1

:

2

①

②

③

④

B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉動，貝U B、C兩輪的角速度相同，即

3

b= 3 c或

3

b

: 3 c

=

1

:

1

由

v

=

3

r

得

Vb:

vc=

rB:

rc= 1 : 2

由②③得

由①④得

3

a

:

3

b

:

3

c= 1 : 2 : 2

Va

:

Vb

:

Vc= 1 : 1 : 2

V=

3

r找聯系.

【說明】 解這類題時要注意抓住傳動裝置的特點：同軸傳動的是角速度相等，皮帶傳

動是兩輪邊緣的線速度大小相等，再注意運用

［例2］如圖所示，直徑為

d的紙制圓筒，使它以角速度 彈沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒旋轉不到半周時在圓筒上留下

bO夾3繞軸O勻速轉動，然后使子

ba、

兩個彈孔，已知

aO

【解析】子彈從

筒的時間為

t

=(

n

— $ )/

3

d,則子彈的速度為

V =

d/1

= 3

d/( n

在這段時間內子彈的位移為圓筒的直徑

角為0,求子彈的速度。

0 ).

思考：若把原題中的“在圓筒旋轉不到半周時”去掉，子彈的速度又如何

傘，問傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圓的半徑

【解析】水滴從傘面邊緣甩出去以后做平拋運動，水滴的水平速度為

？

［例3］ 一把雨傘，圓形傘面的半徑為

r,傘面邊緣距地面的高度為

h,以角速度3旋轉 這把雨R多大？

Vo= 3

r.

水滴在空中做平拋運動的時間為

n

— $，則子彈穿過圓

水滴做平拋運動的水平射程為

如圖所示為俯視圖，表示水滴從

a點甩離傘面，落在地面上的

點；O是轉動軸(圓心)，可見水滴落在地面上形成的圓的半徑為

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【說明】 這是一個涉及勻速圓周運動和平拋運動的綜合性題目，正確解答該題的關鍵 有三點：一是知道水滴離開傘緣時的速度方向與傘緣相切，且線速度的大小與傘緣的線速度 大小相同；二是認識到水滴離開傘緣后做平拋運動；三是正確畫出示意圖，將三維空間的運 動情況簡化為平面圖形?畫示意圖往往能幫助形成清晰的物理情景，若能養成畫示意圖的良 好習慣，對于提高解題能力是十分有益的

★課余作業

課后討論完成P47

“問題與練習”中的問題。

★教學體會

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發現過程是培養 學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生 素質的培養就成了鏡中花，水中月。

教學建議

本節課從運動學的角度來研究勻速圓周運動，圍繞著如何描述勻速圓周運動的快慢展

開，要求理清各個物理量的相互關系，并能在具體的問題中加以應用

線速度、角速度和周期都是用來描述質點做勻速圓周運動快慢的物理量，用線速度比較 質點做勻速圓周運動的快慢時，質點運動的圓周半徑必須是相同的，用周期和角速度描述勻 速圓周運動的快慢程度時，則不必考慮圓周的半徑

的方便，選用不同的描述方法

?

在勻速圓周運動中，周期和角速度這兩個量是不隨時間而變化的，線速度則是隨時間而 變化的，因為線速度是勻速圓周運動的瞬時速度，其大小雖然不變，但它的方向卻是時刻改 變的，因此勻速圓周運動是變速運動，勻速圓周運動中的“勻速”是相對線速度的大小不變 而言的。

?在教學時應指明，我們可根據研究問題

?