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6.1圆周运动的教案
【教学目标】
物理观念：理解表征圆周运动的物理量，利用各物理量的定义式，阐述各物理量的含义及相互关系。
料学思维：根据实例，归纳圆周运动的运动学特点，知道它是一种特殊的曲线运动，知道它与一般曲线运动的关系。
科学探究：运用极限法理解线速度的瞬时性。
料学态度与责任：通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
【教学重难点】
1、掌握线速度、角速度、周期及转速的定义。（重点）
2、线速度、角速度、周期及转速之间关系的推导及各物理量的物理意义。（难点）
3、匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。（难点）
【新课导入】
将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些 同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些
你能说出判断运动快慢的依据吗
【新课讲解】
线速度
【实验演示】展示钟表和摩天轮动图，学生观察。
【教师提问】指针的尖端、摩天轮上的游客，它们的运动有什么共同点？
【学生回答】轨迹都是圆。
【教师引导】我们把这类轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动。
和抛体运动一样，圆周运动也是一种常见的曲线运动。日常生活中，电风扇工作时叶片上的点、时钟指针的尖端、田径场弯道上赛跑的运动员等，都在做圆周运动。
在本章的学习中，我们将探索圆周运动所遵循的规律，以及这些规律在日常生活和科学技术中的应用。
【动图展示】自行车车轮转动的动图，学生观察。
【教师提问】大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？
【学生回答】大小两个齿轮边缘上的点运动快慢一样。
【教师提问】认为大、小两个齿轮边缘上的点运动快慢一样的理由是什么？
【学生讨论】通过同一条链条连接，在相同时间内通过的路程相同。
【教师总结】这是用路程来描述圆周运动的快慢，即线速度。
【教师提问】做圆周运动的物体线速度的大小和方向如何确定？
【学生回答】 线速度的大小可以用路程除以时间，方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。
【师生总结】
1、物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。
2、定义：质点做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt的比值叫做线速度，用符号v表示，则
Δs是弧长并非位移。
当Δt趋近零时，弧长Δs就等于物体的位移，式中的v就是直线运动中学过的瞬时速度。
3、单位：m/s
4、方向：线速度的方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。
【动图展示】匀速圆周运动。
【教师提问】什么是匀速圆周运动？
【师生总结】定义：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。
【思考讨论】匀速圆周运动是匀速运动吗？匀速圆周运动中匀速指的是什么？
【讨论回答】因为线速度的方向是不断变化着的，所以匀速圆周运动不是匀速运动，而是一种变速曲线运动，匀速圆周运动中匀速指的是线速度大小不变的运动。
匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的，因此它是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。
角速度
【出示图片】自行车的齿轮与链条
【教师引导】自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。
由于两个齿轮的半径不同，因而相等时间内大、小齿轮边缘的点转过的角度不同。
我们引入角速度这个物理量来描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。
【教师总结】
1、物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。
2、定义：质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
3、大小：
表示单位时间内半径转过的角度
4、单位：rad/s
在运算中，通常把“弧度”或“rad”略去不写，所以角速度的单位可以写为s-1
5、匀速圆周运动是角速度不变的运动
由于匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，物体在相等时间内通过的弧长相等，所以物体在相等时间内转过的角度也相等。因此可以说，匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。
周期
匀速圆周运动有其特殊性，物体运动一周后又会返回到初始位置，周而复始地运动着，这样物体转动一圈所用的时间就是固定不变的，如坐在旋转木马上的小孩运动一周后又回到他开始的位置。可以看出这是一种周期性的运动。为了描述圆周运动的这种周期性，常常需要周期这个物理量。
周期的定义：转一圈所用的时间
符号：T，单位：s。
除此之外我么还用频率f来表示一秒内转过的圈数，他与周期互为倒数，单位赫兹（HZ））。也是可以用来描述匀速圆周运动的快慢。
在实际的生产生活中，就像这辆拖拉机，你问爸爸它的线速度是多少 或者角速度w是多少？你觉得你爸爸懂吗。所以日常生活和技术中常用转速来描述物体做圆周运动的快慢。
转速的定义：物体单位时间所转过的圈数与所用时间之比。
符号：n，单位：转每秒（r/s）或转每分（r/min）。
比如在这张电动机的名牌中我们可以清楚看到，电动机的转速是1440r/min。
问题1：转速与周期的关系？
前面就讲过频率与周期互为倒数f=，转速，如果它的单位是转每秒，那么它说的是每秒多少转，而频率说的是每秒转多少圈，那么他两数值上就是相等的。注意转速可能还会有其他单位。比如转每分，那时数值就不等于频率了，即：
联系：
匀速圆周运动中T、f、n都不变。这三都是标量。
线速度与角速度的关系
【教师提问】圆周中的弧长和对应的圆心角之间有什么关系？
【学生回答】
【思考讨论】线速度与角速度有什么关系？
【教师引导】设物体做圆周运动的半径为r，由A运动到B的时间为Δt，AB弧的弧长为Δs，AB弧对应的圆心角为Δθ。
由于v＝Δs/Δtω＝Δθ/Δt，当Δθ以弧度为单位时，Δθ＝Δs/r，由此可得： v＝ωr
这表明，在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积！！
【教师总结】描述圆周运动的各物理量之间的关系
注意：
(1)v、ω、r间的关系为瞬时对应关系。　
(2)讨论v、ω、r三者关系时，先确保一个量不变，再确定另外两个量间的正、反比关系：
由v＝rω知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝1/r ；ω一定时，v∝r.
(3)公式v＝ωr适用于所有的圆周运动；关系式T＝1f适用于所有具有周期性运动的情况。
【教师补充】常见的传动装置及其特点
求解传动问题的方法
(1)分清传动特点：
①皮带传动(轮子边缘的线速度大小相等)．
②同轴转动(各点角速度相等)．
③齿轮传动(相接触两个轮子边缘的线速度大小相等)．
(2)确定半径关系：根据装置中各点位置确定半径关系或根据题意确定半径关系．
(3)用“通式”表达比例关系．
①同轴：线速度v ∝r
②皮带不打滑：角速度ω ∝1/r
练习：见ppt
【板书】
6.1 圆周运动
一、圆周运动：
在物理学中，把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。
二、线速度
1、
Δs是弧长并非位移
2、匀速圆周运动任意相等时间内通过的圆弧长度相等。：
三、角速度
单位：rad/s；匀速圆周运动是角速度不变的运动。
四、周期
频率越高表明物体运转得越快。频率/转速越大表明物体运转得越快。周期越小表明物体运动得越快。
五、线速度与角速度的关系
v＝ωr

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