高中物理专题5.4圆周运动教学设计必修

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1、圆周运动教材分析1．教材明确引入了平均和瞬时线速度和角速度的概念，线速度与角速度的关系也不和以往那样仅限于匀速圆周运动。2．“转速”也是归类于研究一般的圆周运动的概念，只有“周期”这一概念才在匀速圆周运动中提出的，比较严谨，规范。3．关于匀速圆周运动，原教材是先学习向心力，再学习向心加速度；新教材是先学习向心加速度，再学习向心力。更符合学生的认知规律。4．《圆周运动》是这一章教学的重点，也是学习《向心力向心加速度》这一知识的前提，在这一节中，更能突出速度的矢量性。5．教材通过实例，先介绍了什么是圆周运动，教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况，匀速圆周运动，

2、接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念，这是本节的重点。6．角速度的概念学生初次接触，应使学生有确切理解。公式中的φ就应当用弧度做单位来表示，这一点要提示学生注意，这对得出公式是十分重要的。7．教材介绍了转速的概念，应该要求学生能独立地由转速(单位符号r/min)得到周期(单位符号为s)或角速度(单位符号为rad/s)。8．应该让学生真正理解，匀速圆周运动的线速度虽然大小不变，但方向时刻在变化，因此，匀速圆周运动是变速运动。9．这一节概念较多，要通过实验和列举实例(包括播放有关视频)，引导和启发学生思考、讨论、认识现象

3、，建立概念。学情分析圆周运动是学生在充分掌握了曲线运动的规律后，接触到的一个较为复杂的曲线运动，本节内容作为该部分的起始章节，主要向学生介绍圆周运动的几个基本概念，为后继的学习打下一个良好的基础。圆周运动是曲线运动的一种特殊情况，生活中随处可见，在学习过程中，只要注意观察和实验，并结合实际经验，很好的理解和掌握圆周运动、匀速圆周运动的概念，重点理解和掌握线速度v、角速度ω、同期T和转速n的意义及相互关系。明确线速度和角速度是从不同的角度来描述圆周运动的快慢，线速度描述质点沿圆弧运动的快慢，角速度描述质点绕圆心转动的快慢。【交流与讨论】开始讨论时，学生之间有激烈的

4、争论，各人考虑的出发点不一样，思考的角度不同。有人认为小齿轮、后轮上各点运动的快慢一样，因为它们是一起转动的；有人认为大齿轮、小齿轮各点运动的快慢一样，因为它们是用链条连在一起转动的，等等。这时需要老师的引导，你衡量快慢的标准是什么？你从哪个角度去进行比较的？同学们在前面的讨论中一定出现了不同意见。为什么会有不同意见？因为到目前为止，关于圆周运动，还没有大家认可的描述方法。引导学生过渡到对描述圆周运动快慢的物理量──线速度的学习上来。一、线速度我们曾经用速度这个概念来描述物体做直线运动时的快慢，那么我们能否继续用这个概念来描述圆周运动的快慢呢？如果能，该怎样定义

5、？下面就请同学们自主学习课本上有关线速度的内容，学生先归纳，然后师生互动加深学习。1．线速度圆周运动的快慢可以用物体通过的弧长与所用时间的比值来量度。如图所示，物体沿圆弧由M向N运动，某时刻t经过A点。为了描述物体经过A点附近时运动的快慢，可以从此时刻开始，取一段很短的时间Δt，物体在这段时间内由A运动到B，通过的弧长为Δl。比值反映了物体运动的快慢，把它称为线速度（linearvelocity），用v表示。（1）定义做圆周运动的物体，通过的弧长与所用时间的比值，叫做圆周运动的线速度。（2）公式根据定义有：（1）线速度也有平均值与瞬时值之分。如果所取的时间间隔很

6、小很小，这样得到的就是瞬时线速度。还有一点应该注意。当Δt足够小时，圆弧AB几乎成了直线，AB弧的长度与AB线段的长度已经没有差别，此时，Δl也就是物体由A到B的位移。因此，这里的v实际上就是我们在直线运动中已经学过的瞬时速度，不过现在用来描述圆周运动的快慢而已。为了区别于下面将要学习的角速度，命名时在速度的前面加了一个“线”字。（3）方向线速度是矢量，图中物体在A点的线速度的方向就是AB位移的方向，显然，当Δt很小时，该方向是和半径OA垂直的，即和圆弧相切。前面曾讲到曲线运动的方向与轨迹相切，这里的结论是与前面一致的。线速度的方向沿圆周上该点的切线方向。线速度

7、就是圆周运动的瞬时速度。用来描述做圆周运动质点的运动快慢和方向。（4）单位在SI制中，线速度的单位为m/s。2．匀速圆周运动AA′BB′O（1）匀速圆周运动物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动（uniformcircularmotion）。（2）匀速圆周运动是变速曲线运动匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的，因此它仍是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。质点做匀速圆周运动时，在相等的时间里通过的圆弧长度相等。匀速圆周运动的平均线速度和瞬时线速度大小相等。线速度的公式为量度式。【讨论】匀速圆周运动的线速度是恒量吗？匀速圆周运

8、动是一种非匀速运动，因为