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《6.1圆周运动》课时教学设计
池州市第八中学 张金彬
〖教学目标与核心素养〗
物理观念:理解描述圆周运动快慢的物理量,建立普遍联系的观点。理解各物理量的含义及相互关系,会使用公式计算。
科学思维:经历建立圆周运动模型的过程,体会建构物理模型的必要性及方法!通过分析线速度、角速度与周期的关系,发展学生的科学推理能力。根据实例,归纳匀速圆周运动的特点,知道它是一种特殊的变速曲线运动。
科学探究:分组操作自行车,观察大小齿轮上的点的运动快慢,猜想描述圆周运动快慢的方法,培养学生对同一问题从多角度进行分析研究的习惯,让学生体验用比较的观点、联系的观点分析问题的方法。运用极限法理解线速度。
科学态度与责任:通过观察生活实例、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以及学生体验物理与生活的紧密联系。
〖教学重难点〗
教学重点:
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。
教学难点:
⑴理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性。
⑵让学生分析传动装置中主动轮、被动轮上各点的线速度、角速度的关系。
〖教学准备〗
多媒体课件、自行车、挂钟、地球仪、修正带(内含:两个齿轮传动)等。
〖教学过程〗
新课引入
师:向学生展示五幅动图,分别是自行车、摩天轮、旋转飞椅、旋转木马、挂钟。并向学生提问:这些物体的运动有什么样的共同特点?引导学生思考讨论并总结,引出圆周运动的概念。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。今天我们来学习第六章第一节《圆周运动》,首先来看圆周运动的定义。
新课教学
一、圆周运动的定义:在物理学中,把质点的运动轨迹是圆或一段圆弧的运动叫做圆周运动。
师:让学生思考教材23页中的“问题?”,学生分组操作自行车,观察大小两个齿轮上的点的运动快慢。向学生提问:哪个点运动的快一些?如何去描述圆周运动的快慢?进一步通过动画展示两个物体分别做圆周运动,提出问题:两物体均做圆周运动,怎样比较它们运动的快慢?引导鼓励学生大胆猜想“描述圆周运动快慢的方法”,学生思考总结得出:比较两物体在相同时间内通过的圆弧的长短;比较两物体在相同时间内半径转过的角度的大小;比较两物体转过一圈所用时间的长短;比较两物体在相同时间内转过的圈数的多少。接下来我们就从以上四个想法去分析。
师:首先来回忆一下:“直线运动中描述物体运动快慢的物理量是什么?是怎么计算的?”
生:是速度,速度等于位移除以时间。
师:很好!那么圆周运动能不能用“速度”来描述运动的快慢呢?
描述圆周运动快慢的物理量
1.线速度
①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。
②定义式: 国际单位:m/s
③物理意义:线速度是描述质点沿圆周运动快慢的物理量
④方向:线速度是矢量,方向为圆周各点的切线
师:思考1:如图,A、B是后轮钢丝上的两点,它们的线速度大小相等吗?
思考2:A、B的线速度大小不相等,你能否找到一个物理量体现A、B做圆周运动的相同之处?
生:相同时间内A、B两点转过的角度相同。
师:所以有必要引入一个和角度有关的物理量。
2.角速度
①.定义:质点所在的半径转过的角度Δθ 和所用时间 Δt 的比值叫做角速度。
②.定义式: 国际单位:弧度/秒(rad/s)
③物理意义:角速度是描述质点绕圆心转动快慢的物理量。
④*方向(只需了解):右手螺旋,大姆指的指向
让学生观察旋转木马的动图,发现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。所以有必要引入一个物理量反应“周而复始”的特点,这个物理量叫做周期。
3.周期 T
①定义: 做圆周运动的物体转动一周所用的时间叫做周期。
②符号:T 国际单位:s
再让学生观察旋转木马的动图,发现一段时间内它会转很多圈,所以有必要引入一个物理量来反应这个特点。
4.转速n
①定义:物体转过的圈数与所用时间的比值叫做转速。
②定义式:
③单位:转每秒(r/s)或转每分(r/min)
接下来我们看一个特殊的圆周运动。观看摩天轮正常运转时的动图。
三.匀速圆周运动
1.定义:物体沿着圆周运动,线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
2.特点:①不变量:线速度的大小、角速度、周期、转速。
②变量:线速度的方向
思考问题:匀速圆周运动是匀速运动吗?
3.性质:匀速圆周运动是变速运动(线速度的方向时刻改变)
思考:既然线速度、角速度、周期、转速都可以用来描述圆周运动的快慢,它们之间有什么关系呢?
四、匀速圆周运动各物理量的关系
设物体做半径为 r 的圆周运动,在 Δt 内通过的弧长为 ΔS ,弧对应的圆心角为 Δθ,那么线
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