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2020-2021学年高中物理 第二章 圆周运动 第1节 匀速圆周运动教案3 粤教版必修2

2020-2021学年高中物理 第二章 圆周运动 第1节 匀速圆周运动教案3 粤教版必修2

年级：
姓名：

- 5 -

匀速圆周运动
课标要求
【知识和技能】
1．了解物体做圆周运动的特征
2．理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算。
3． 理解线速度、角速度、周期之间的关系：
【过程和方法】
1．联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征。
2．联系各种日常生活中常见的现象，通过课堂演示实验的观察，引导学生归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度大小，角速度大小，周期T、转速n等。
3．探究线速度与周期之间的关系，结合，导出。
【情感、态度和价值观】
1． 经历观察、分析总结、及探究等学习活动，培养学生尊重客观事实、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。
教学重点: 线速度、角速度、周期概念的理解，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点
教学难点: 角速度概念的理解和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。
教学方法: 实验、讲解、归纳、推理法
教学过程
一、 引入：
让学生观察电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹。
电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆……大到宇宙天体如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看做圆周运动，它是一种常见的运动形式。今天我们就来学习这一方面的内容。
二、新课教学
思考：什么样的圆周运动最简单？
1、匀速圆周运动
物体在相等的时间里通过的圆弧长相等，如机械钟表针尖的运动。
学生阅读课本P26的“观察与思考”，思考其提出的三个问题。
(学生自由发言)
教师引导学生总结归纳：
2、匀速圆周运动快慢的描述
（1）线速度：
①物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。
②定义：质点通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值。
③大小：　匀速圆周运动的线速度大小处处相等
思考：在曲线运动中，速度的方向是怎样确定的？圆周运动作为一种特殊的曲线运动，它的速度方向又是怎样的呢？
（学生自由回答）
④方向：线速度的方向在圆周该点的切线上。
思考：在匀速直线运动中，速度的大小和方向都不变，所以匀速直线运动是速度不变的运动。匀速圆周运动是速度不变的运动吗？
引导学生回答：质点做匀速圆周运动时，速度的大小不变，方向时刻在变化，匀速圆周运动不是速度不变的运动。匀速圆周运动是变速曲线运动。匀速圆周运动中的“匀速”是指速度的大小（速率）不变，应该理解成“匀速率”。
展示正在运动的钟表：钟表的分针与秒针的末端，做圆周运动的半径大致相同，而在相同的时间内经过的弧长不同，这时就可以用线速度比较它们的快慢。
演示转动的唱片，引导学生观察：同一半径上的两个不同颜色的点：唱片转动时，同一半径上的两点做圆周运动中，在相同的时间内转过的角度相同而经过的弧长不同，这时用线速度能全面地反映它们运动的快慢吗？
演示课本P27图2－1－6皮带传动实验，引导学生观察：皮带传动时，大小两轮子边缘在相同的时间内经过的弧长相同，即线速度大小相同。但是与此同时，两轮转过的角度并不相同，小轮显然转得快些。
分析：同一轮子半径上不同的质点，在相同的时间内转过的角度相同，转动的快慢是相同的，但是经过的弧长并不相同，离圆心越远的质点，运动越快，线速度显然大些。怎么解决这一问题呢？
（学生自由发言）
引导得出：引入另一个描述圆周运动快慢的物理量—角速度
（2）角速度
①物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。
②定义：质点所在半径转过的角度跟所用时间t的比值。
③大小：　单位：rad/s
④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动
出示阅读思考题：
1）　　　　叫周期；　　　　叫转速
2）它们分别用什么字母表示？
3）它们的单位分别是什么？
阅读结束后，学生自己复述上边思考题。
(3)周期
①物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。
②定义：质点沿圆周运动一周所用的时间，用符号T表示。
③单位：S
如：地球公转周期约365天，钟表秒针周期60s等，周期长，表示运动慢。
(3)转速
①物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。
②定义：做圆周运动的物体单位时间内转过的圈数，用符号n表示。
③单位：r/s或r/min
3．线速度、角速度、周期之间的关系
出示课本P28“讨论与交流”，学生自己思考，然后教师组织交流总结。
（1）线速度与周期关系：由得
指出：上式表明，只有当半径相同时，周期小的线速度大，当半径不同时，周期小的线速度不一定大，所以周期与线速度描述的快慢是不一样的。
（2）角速度与周期关系：由得
引导学生结合以上两点得出：
（3）线速度与角速度关系：
引导学生讨论得出：
1）当v一定时，与r成反比
2）当一定时及v与r成正比
3）当r一定时，v与成正比
（4）考虑到转速则有：
三、小结
1．匀速圆周运动是一种变速曲线运动。
2．描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等。

3．线速度、角速度、周期、转速之间的关系

四、作业
课后第3题