高一物理下学期必修二圆周运动教学设计说课稿教案_高一物理必修2说课稿

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4.圆周运动

一、教材分析

《圆周运动》是物理必修2第五章直线运动的第4节，在《普通高中物理课程标准》 中匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度为一级。要求学生必须知道什么是匀速圆周运动，会描述匀速圆周运动。会用角速度、线速度、周期等物理量描述这种特殊的圆周运动。圆周运动是建立在学习了曲线运动及其性质的基础之上的一种特殊的曲线运动。同时在本节课中引入的线速度、角速度、转速和周期的概念，这些概念的学习是本章的重点，也是后面几节向心加速度、向心力学习的基础。本节课的概念比较多，内容相对其它节而言比较单调，应通过举一些实例引起学生注意力，启发学生思考、总结，认识现象从而理解概念。它既是学习曲线运动的延伸，又为以后学习万有引力定律和天体运动打下了知识基础，具有承前启后的关键作用。

二、学情分析

学生在前面的学习过程中已掌握了有关曲线运动的相关知识，已经具备了一定的知识积累和生活阅历，再加上在数学上对圆的认识，学生已经初步具备了研究圆周运动问题基本能力，就知识本身而言，本节课的知识对学生来讲不是困难。

三、设计理念

本节课可以通过生活实例（自行车齿轮转动或皮带传动装置），让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别，有必要引入相关的物理量加以描述。学习线速度的概念，可以根据匀速圆周运动的概念引导学生认识弧长与时间比值保持不变的特点，进而引出线速度的大小与方向。学习角速度和周期的概念时，应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的，即物体做匀速圆周运动时，每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应，因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间比值来描述，由此引入角速度的概念。又根据匀速圆周运动具有周期性的特点，物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述，为此引入了周期的概念。讲述角速度的概念时，不要求向学生强调角速度的矢量性。在讲述概念的同时，要让学生体会到匀速圆周运动的特点：线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动。

四、目标分析 【知识与技能】

知道什么是匀速圆周运动以及学会描述圆周运动的各物理量及其关系；培养学生观察生活、亲身体验、分析问题、解决问题的能力； 【过程与方法】

学生能通过对生活事例的分析得出匀速圆周运动的定义；通过亲身体验、主动探索寻找解决问题的思维和方法。

【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。

五、教学的重点与难点：

重点：线速度、角速度、周期概念，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点。

难点：线速度、角速度、周期的概念及引入的过程，掌握它们之间的联系；理解线速度、角速度的物理意义。

六、学法和教法 教法：

图示法 利用图片、影片等使本节内容更加形象直观简洁的展现给学生。问题发现法 通过设问的方式激发学生的探究动力 情景教学法 通过创设生活情景培养学生的学习兴趣 活动体验法 通过学生的亲身体验获得感性认识 学法：

亲身体验、独立思考、分组讨论、主动探索的自主合作探究学习方法 在整个教学活动中始终体现教师主导，学生主体的教育理念

七、具体教学过程 【教学器材】

多媒体课件、机械钟表、小球、细线、风扇、雨伞、水等。【教学过程】 导入新课 演示导入

演示机械式钟表时针、分针、秒针的运动情况（可以拨动钟表的调节旋钮），让学生观察后说出不同指针运动的特点，从而引出圆周运动的概念.情景导入 课件展示生活中常见的圆周运动：

观览车 脱水桶

生活中，我们一定见过很多类似的运动，它们的运动轨迹是一些圆，我们把这种运动叫做圆周运动。推进新课

引导学生列举生活中的圆周运动。参考案例：

1.田径场弯道上赛跑的运动员的运动； 2.风车的转动;3.地球的自转与公转；

4.自行车的前后轮、大小齿轮转动等.研究物体的运动时，我们往往关心的是物体的运动快慢.对于做直线运动的物体，我们用单位时间内的位移来描述物体的运动快慢.问题：对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢？

一、线速度

分组实验：三人一组，其中两个同学分别用简单的道具在白纸上画圆，比较画的快慢。通过学生的亲身体验很容易得到在相同时间内画的弧长长的运动的快，体会如何描述圆周运动快慢。

演示：在台式电风扇的叶片上分别标记红、蓝两种颜色的点，到中间轴的距离不等.用手拨动叶片转动，注意要慢，让学生明显观察到两点的运动轨迹。让学生仔细观察，说出哪个点运动得快，你是怎么比较的。讨论交流

我们发现，两个点在相同的时间内通过的弧长不相等，通过的弧长长的点运动得快，通过的弧长短的点运动得慢.这样，做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值能够描述物体运动的快慢，我们把它称之为线速度.定义：做圆周运动的质点通过的弧长△l与通过这段弧长所用时间△t的比值叫做圆周运动的线速度 v=

物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。说明：（1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

(2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向（大小：v=，方向：在圆周各点的切线方向）。(3）匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变。(4）线速度的单位：m/s.针对以上说明展开讨论

演示：水淋在雨伞上，同时摇动伞柄。观察：水滴沿切线方向飞出。思考：这说明什么？

结论：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向.例1 分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系.解析：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在相同的时间内通过的弧长相等，所以它们线速度大小相等.答案：大小相等

二、角速度

分组实验：让两名同学画圆，使用长短不一的绳子，通过画圆，让学生思考观察谁画的快，这时很可能出现争议，有的会认为半径大的运动的快，有的认为半径小的转动的快。通过学生的讨论就不难发现描述圆周运动的快慢仅仅用线速度是不全面的，要想全面的描述圆周运动的快慢，角速度这个概念就呼之欲出了。从而再通过学生的讨论分析得到角速度的定义。在这里注意要组织引导学生正确理解角速度的单位。学生阅读教材并思考以下几个问题： 1.角速度是描述圆周运动快慢的物理量； 2.角速度等于半径转过的角度和所用时间t的比值；(ω=)3.角速度的单位是rad/s.结合数学知识，交流讨论角速度的单位.说明：对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度ω是恒定的.4.周期、频率和转速

学生阅读教材并思考以下几个问题：

做圆周运动的质点运动一周所用的时间叫周期；周期的倒数（单位时间内质点完成周期性运动的次数）叫频率；每秒钟转过的圈数叫转速。注明：下列情况下，同一轮上各点的角速度相同。

三、线速度、角速度、周期之间的关系

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，那么它们之间有什么样的关系呢？

分组实验：四名学生以我为圆心做圆周运动，四名学生始终并列，这时里圈同学走动不急不慢，而外圈同学则要小跑。通过学生的活动，不难发现在角速度相同的情况下，半径越大的线速度也越大。定性的得到了线速度、角速度与半径的关系。接下来让学生利用所学知识推导线速度、角速度与半径的关系。分析：一物体做半径为r的匀速圆周运动，问：

1.它运动一周所用的时间叫周期，用T表示，它在周期T内转过的弧长为2πr.由此可知它的线速度为2r。T2。T2.一个周期T内转过的角度为2π，物体的角速度为通过思考总结得到：

2rTv=ωr 2Tv讨论v=ω·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 思考：物体做匀速圆周运动时，v、ω、T是否改变？(ω、T不变，v大小不变、方向改变)例2 如图所示皮带传动装置，主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮，O2上的轮半径为r′，已知R=2r，r′=2R，设皮带不打滑。3

问:ωA:ωB=? ωB:ωC=? vA:vB=? vA:vC=? 解答：因为A、B同轴，故ωA:ωB=1∶1

因B与C用皮带传动，所以 vB:vC=1∶1 vB=ωBR vC=ωCr′

vB2RBvr'123RB CvCvCR2R3r'1BRvAAr111vAAr1 2.2vBBR122vCCr'CR23课堂训练 一汽车发动机的曲轴每分钟转2400周，求：（1）曲轴转动的周期与角速度；（2）距转轴r=0.2 m点的线速度.解：（1）由于曲轴每秒钟转的角速度ω=

24001s;而每转一周为2π rad，因此曲轴转动周，周期T=

60402rad/s=251 rad/s.1/40（2）已知r=0.2 m，因此这一点的线速度 v=ωr =251×0.2 m/s=50.2 m/s.以上可知匀速转动物体的角速度与周期之间的关系是ω=课堂小结

本节课通过描述做匀速圆周运动物体的快慢问题，引入了匀速圆周运动的线速度与角速度及周期、频率、转速等概念，最后推导出线速度、角速度、周期间的关系.匀速圆周运动的实质是匀速率圆周运动，它是一种变速运动.描述匀速圆周运动快慢的物理量：

2.T 线速度：v= 角速度：ω=

 t周期与频率：f=12r2=n 相互关系：v= ω= v=rω

TTT布置作业 教材“问题与练习”1、2、5.板书设计

5.圆周运动

一、描述匀速圆周运动的有关物理量 1.线速度

（1）定义：做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值（2）公式： v=（3）物理意义 2.角速度

（1）定义：做圆周运动的物体的半径扫过的角度与所用时间的比值（2）公式：ω= t（3）单位：rad/s（4）物理意义 3.转速和周期

二、线速度、角速度、周期间的关系 v=rω ω=2 T活动与探究

主题：测量调级电风扇叶片的角速度和线速度.过程：小组合作，调节电风扇的调速开关，分别测定电风扇叶片转动的角速度和线速度.首先制定测量方案，包括选取的工具、测量的步骤及测量数据、注意事项等；小组讨论方案的可行性；实验进行，得出数据，合作讨论交流；写出报告.