高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第二章 圆周运动第一节 匀速圆周运动获奖ppt课件

《匀速圆周运动》教学设计

教学目标：

1. 初步认识圆周运动，会从运动观的角度描述匀速圆周运动；
2. 通过线速度、角速度等物理量的建立过程，体会类比法、极限法，培养推理论证科学思维；
3. 经历观察与探究活动，让学生体会科学探究的方法；
4. 通过研究生活中的圆周运动，培养学生主动将科学知识应用于生产生活实际中的意识。

教学重点：

理解描述匀速圆周运动的物理量

教学难点：

线速度、角速度等概念的理解

教学方法：

通过观察生活中的实例，让学生切实感受做圆周运动的物体的运动的快慢，结合“观察与思考”、“讨论与交流”，组织学生开展探究式学习，引导学生建构推理过程。

课时安排：2课时

情境引入：

情境一：用绳子拉着小球在竖直平面内做圆周运动；

情境二：钟表指针针尖的运动；

情境三：摩天轮上的座舱的运动；

圆周运动：质点的运动轨迹是圆的运动。

提出问题：上述情境中物体的运动有什么不同点？

新课教学：

一、线速度

复习提问：我们如何描述直线运动的快慢？我们学过哪些描述直线运动的物理量？

提出问题：运动员在标准田径场进行100m比赛，如何比较他们运动的快慢？运动员在标准田径场进行400m比赛，又如何比较他们运动的快慢？

【观察与思考】如图所示，仔细观察自行车车轮同一辐条上的A、B两点，思考下列问题：如何判断在圆周轨道上A、B两点哪点运动得更快？

角度一：点A通过的弧长比点B通过的弧长长；

角度二：A、B两点在相同时间内转过的角度相等。

类比瞬时速度的定义，构建线速度的定义。

1.   定义：质点做圆周运动单位时间内通过的弧长。
2.   定义式：，当足够小时，线速度的物理意义与

瞬时速度的物理意义相同。

3.   匀速圆周运动：做圆周运动的质点线速度大小不随时间变

化的运动。

4.   匀速圆周运动的线速度：。

【思考问题】（1）匀速圆周运动是线速度不变的运动，这种说法是否正确？为什么？

不正确。做匀速圆周运动的质点的线速度的大小不随时间变化，方向时刻在变化。

（2）匀速圆周运动中的“匀速”和匀速直线运动中的“匀速”的意义一样吗？为什么？

不一样。匀速圆周运动中的“匀速”指线速度大小不变，即速率不变，匀速直线运动中的“匀速”指的是速度的大小和方向都不变。

5.   线速度是矢量，有大小，有方向，圆周运动的线速度时刻发生变化。

二、角速度

1. 定义：做圆周运动的质点所在半径转过的角度与所用时间的比值。
2. 定义式：
3. 匀速圆周运动的角速度：，角速度不变。
4. 单位：弧度每秒，符号是rad/s。
5. 角速度与线速度的比较：

6. 周期和转速

举例：发电机、电动机、计算机硬盘等设备转动的快慢常用转速来表示。

三、线速度、角速度和周期间的关系

提出问题：线速度、角速度和周期都描述同一物体的匀速圆周运动的快慢，那么，它们之间存在怎样的关系呢？

【思考问题】做圆周运动的物体转过的角度和通过的弧长之间有什么关系？

例题：某一质点沿半径为的圆周做匀速圆周运动，它运动一周的时间为，求其线速度和角速度的大小。

匀速圆周运动线速度的大小与周期的关系：

匀速圆周运动角速度的大小与周期的关系：

线速度与角速度的关系：

练习：把某一机械手表的分针与时针上的点看成是做匀速圆周运动，且分针长度是时针长度的1.5倍，求：（1）分针与时针的角速度之比；（2）分针与时针的线速度之比。

解：分针周期为，时针周期为，所以。

（1）由得，

（2）由得，

【讨论与交流】根据转速的定义，尝试推导转速与线速度、角速度和周期之间的关系。

练习：某品牌电动自行车的铭牌如下：

根据此铭牌中的有关数据，请估算该车的额定时速是多少？

解：车轮转动的角速度为

车轮半径为

车轮转动的线速度为

代入数据得：

例题：某同学以自行车的齿轮传动作为探究学习的课题。该同学通过观察发现，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮绕共同的轴转动，如图所示，测得大齿轮的半径为、小齿轮的半径为、自行车后轮的半径为。若测得再时间内大齿轮转动的圈数为，求：

（1）大齿轮转动角速度的大小。

（2）自行车后轮线速度的大小。

分析：（1）大齿轮与小齿轮通过链条相连，两齿轮边缘线速度的大小相等，构建成皮带传动模型；

（2）后轮与小齿轮同轴转动，两者角速度的大小相等，构建成同轴传动模型。

课堂小结：

1、要理解线速度、角速度的概念。

2、要理解线速度、角速度和周期的关系，能利用它们的关系解决实际问题。

3、通过分析实例，能构建皮带传动和同轴传动模型。

课后作业：

第一课时：第4题

第二课时：第3题