1、 PAGE PAGE 45.4 圓周運(yùn)動教學(xué)設(shè)計鄒書生 一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能1、知道什么是圓周運(yùn)動，什么是勻速圓周運(yùn)動。2、知道線速度的物理意義、定義式、矢量性，知道勻速圓周運(yùn)動線速度的特點(diǎn)。3、知道角速度的物理意義、定義式及單位，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。4、掌握線速度和角速度的關(guān)系，掌握角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關(guān)系。5、能在具體的情景中確定線速度和角速度與半徑的關(guān)系。過程與方法1、通過線速度的平均值以及瞬時值的學(xué)習(xí)使學(xué)生體會極限法在物理問題中的應(yīng)用，讓學(xué)生體驗用比較的觀點(diǎn)、聯(lián)系的觀點(diǎn)分析問題的方法。情感態(tài)度與價值觀1、 通過對圓周運(yùn)動知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對同一問題多角度進(jìn)行分析研究的習(xí)慣。 二、

2、重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：線速度、角速度、周期的概念及引入的過程，掌握它們之間的聯(lián)系。難點(diǎn)：1、理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性。2、讓學(xué)生分析傳動裝置中主動輪、被動輪上各點(diǎn)的線速度、角速度的關(guān)系。三、教學(xué)過程新課引入師：向?qū)W生展示四幅圖片，分別是掛鐘、旋轉(zhuǎn)木馬、過山車、電風(fēng)扇。并向?qū)W生提問：這些物體的運(yùn)動有什么樣的共同特點(diǎn)？引導(dǎo)學(xué)生討論，并總結(jié)。最后得出：在物理學(xué)中，把質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是圓或圓弧的一部分的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動。師：利用教材中的“思考與討論”向?qū)W生提問：如何去描述圓周運(yùn)動的快慢？描述直線運(yùn)動的快慢能否用在描述圓周運(yùn)動上？在上述問題，進(jìn)一步通過動畫，提出問題：兩物體均做圓周運(yùn)動，怎

3、樣比較它們運(yùn)動的快慢？為了描述圓周運(yùn)動的快慢，我們可以：比較物體在一段時間內(nèi)通過的圓弧的長短；比較物體在一段時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度；比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時間；比較物體在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。接下來我們就從以上四個思路去分析。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 l 和所用時間 t 的比值叫做線速度。3. 大小：4. 單位：m/s5. 方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。強(qiáng)調(diào)線速度的矢量性。思考：在圓周運(yùn)動中，若物體在任意相同的時間內(nèi)通過的弧長也相等，則該物體的線速度有何的特點(diǎn)？勻速圓周運(yùn)動：如果物體沿著圓周運(yùn)動，并且線速度的大小

4、處處相等的運(yùn)動叫做勻速圓周運(yùn)動。思考：勻速直線運(yùn)動中的“勻速”與勻速圓周運(yùn)動中的“勻速”，其物理意義有何不同？勻速直線運(yùn)動中的“勻速”指的是速度的大小和方向都不發(fā)生改變的運(yùn)動，而勻速圓周運(yùn)動中的“勻速”是一種速度大小不變、方向時刻變化的變加速曲線運(yùn)動。角速度物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。2.定義：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過的角度 和所用時間 t 的比值叫做角速度。3.公式：4.單位：弧度/秒 rad/s 或 s-1思考：在勻速圓周運(yùn)動中，物體在任意相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是否相等呢？在勻速圓周運(yùn)動中，物體的角速度有什么樣的特點(diǎn)？勻速圓周運(yùn)動是角速度不變的圓周運(yùn)動。描述圓周運(yùn)動的其他物理量思考：既

5、然線速度和角速度都可以用來描述圓周運(yùn)動的快慢，那么線速度與角速度之間有什么關(guān)系呢？線速度與角速度的關(guān)系問題：設(shè)物體做半徑為 r 的圓周運(yùn)動，在 t 內(nèi)通過的弧長為 l ，弧對應(yīng)的圓心角為 。當(dāng)以弧度為單位時，在圓周運(yùn)動中，線速度的大小等于角速度大小與半徑的乘積。思考：根據(jù)公式 v = r，得出速度 v 與角速度 成正比，你同意這種說法嗎？請說出你的理由。當(dāng) 一定時，v 與 r 成正比當(dāng) v 一定時， 與 r 成反比當(dāng) r 一定時，v 與 成正比思考：設(shè)物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，你能否推導(dǎo)出其線速度v、角速度、以及周期T三者之間的關(guān)系嗎？兩個重要結(jié)論1. 傳動裝置線速度的關(guān)系a. 皮帶傳動線速度相等b. 齒輪傳動線速度相等同一傳動帶各輪邊緣上線速度相同前提是皮帶與轉(zhuǎn)輪，以及齒輪與齒輪之間不打滑2. 同一輪上各點(diǎn)的角速度關(guān)系同軸轉(zhuǎn)動時，各點(diǎn)的角速度相同問題與練習(xí)1.地球可以看做一個半徑為6.4103km的球體，北京的緯度約為40o。位于赤道和位于北京的兩個物體，隨著地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動的角速度各是多大？線速度各是多大？2.某走時準(zhǔn)確的時鐘，分針與時針的長度比是1.2:1。（1）分針與時針的角速度之比等于多少？（2）分針針尖與時針針尖的線速度之比等于多少？例1. 如圖所示，直徑為 d 的紙