高中物理_物理圆周运动教案_新人教版必修

2024年1月4日发(作者：环境保护作文)

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6.5 圆周运动

★新课标要求

（一） 知识与技能

1、 理解圆周运动的概念，知道匀速圆周运动的概念，知道线速度就是物体做匀速圆周 运动的瞬时速度、理解角速度和周期的概念，会用它们的公式进行计算。

2、 理解线速度、角速度、周期之间的关系：

3、 理解匀速圆周运动是变速运动。

（二） 过程与方法

1、 运用极限法理解线速度的瞬时性。

2、 运用数学知识推导角速度的单位。

（三） 情感、态度与价值观

1、 通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。

2、 体会应用知识的乐趣。

★教学重点

线速度、角速度的概念以及它们之间的联系。

★教学难点

理解线速度、角速度的物理意义。

★教学方法

教师启发、引导，学生归纳分析，讨论、交流学习成果。

★教学工具

投影仪等多媒体教学设备

★教学过程

（一） 引入新课

上节课我们学习了抛体运动的规律，这节课开始我们再来学习一类常见的曲线运动一一 圆周运动。

（二） 进行新课

教师活动：引导学生列举生活中常见的圆周运动的实例，增强学生的感性认识。

学生活动：学生纷纷举例。选出代表发言。

教师活动：待学生举例后，提出问题：

这些作圆周运动的物体，哪些运动得更快？我们应该如何比较它们运动的快 慢呢？

引导学生讨论教材“思考与讨论”中的问题，选出代表发表见解。

学生活动：思考并讨论自行车的大齿轮、小齿轮、后轮上各点运动的快慢。

教师活动：听取学生的发言，针对学生的不同意见，引导学生过渡到对描述圆周运动快 慢的物理量一一线速度的学习上来。

点评：让学生的最大限度的发表自己的见解，教师不必急于纠正学生回答中可能出现的 错误。要给学生创造发表见解的机会，创设问题情境，拓宽思考问题的空间。保护学生的学 习积极性。

1、 线速度

教师活动：我们曾经用速度这个概念来描述物体作直线运动时的快慢，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，该怎样定义呢？ 给出阅读提纲，学生先归纳，v=r

3

=2n

r

/T

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然后师生互动加深学习。

［投影］阅读提纲

(1) 线速度的物理意义

(2) 线速度的定义

(3) 线速度的定义式

(4) 线速度的瞬时性

(5) 线速度的方向

(6) 匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗？ 学生活动：(1)结合阅读提纲阅读课本内容

(2) 尝试自己归纳知识点

(3) 交流讨论，查缺补漏 师生互动：投影知识点并点评、总结

(1)

快慢

(2)

物理意义：描述质点沿圆周运动的.

定义：质点做圆周运动通过的弧长 △

I和所用时间△

t的比值叫做线速 度。(比值定义法)

(3) 大小：v

=—。单位：m/s (s是弧长，非位移)

也t

(4) 当选取的时间△

t很小很小时(趋近零)，弧长△

I就等于物体在t时 刻的位移，定义式中的

V,就是直线运动中学过的瞬时速度了。

(5) 方向：在圆周各点的切线上

(6) “匀速圆周运动”中的“匀速”指的速度的大小不变，即速率不变；而 “匀速直线运动”的“匀速”指的速度不变是大小方向都不变，二者并不相

同。

［结论］匀速圆周运动是一种变速运动

•

2、 角速度

教师活动：描述圆周运动的快慢，除了用线速度外，还有没有其它方法？ 给出阅读提纲，学生先归纳，然后师生互动加深学习。

［投影］阅读提纲

(1) 角速度的物理意义

(2) 角速度的定义

(3) 角速度的定义式

学生活动：(1)结合阅读提纲阅读课本内容

(2) 尝试自己归纳知识点

(3) 交流讨论，查缺补漏

师生互动：投影知识点并点评、总结

(1) 物理意义：描述质点转过的圆心角的快慢

(2)

中，连接运动质点和圆心的半径转过

间厶t的比值，就是质点运动的角速度；

(3 )定义式：

3

=

定义：在匀速圆周运动△

0的角度跟所用时

1

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3、 角速度的单位

教师活动：线速度的单位是米每秒，角速度的单位又是什么呢？

［投影］阅读提纲

(1) 怎样度量圆心角的大小？弧度这个单位是如何得到的？在计算时要注

意什么？

(2) 国际单位制中，角速度的单位是什么？

(3) 有人说，匀速圆周运动是线速度不变的运动，也是角速度不变的运动， 这两种说法正确吗？为什么？

学生活动：结合阅读提纲阅读课本内容，完成对角速度单位的学习。

师生互动：投影知识点并点评、总结

(1) 圆心角0的大小可以用弧长和半径的比值来描述，这个比值是没有单 位的，为了描述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就是弧度。 弧度不是通常意义上的单位，计算时，不能将弧度带道算式中。

(2)

是弧度每秒(

国际单位制中，角速度的单位rad /s)

(3) 第一句话是错误的，因为线速度是矢量，匀速圆周运动是线速度大小 不变的运动，后一句话是正确的，因为角速度是标量，没有方向，因此角速 度是不变的。

教师活动：教材中还提到了描述圆周运动快慢的两种方法，它们是什么？单位如何？ 学生活动：阅读教材，掌握转速和周期的概念。

4、 线速度跟角速度的关系

教师活动：线速度和角速度都能描述圆周运动的快慢，它们之间有何关系呢？

引导学生阅读教材，推导出线速度和角速度的关系。

学生活动：在练习本上推导线速度和角速度的关系式。

点评：通过推导，加深对知识的学习，掌握知识间的联系。

(三) 课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本

上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结

和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知

识框架。

(四) 实例探究

［例1］如图所示的传动装置中，

B C两轮固定在一起绕同一轴转动，

A B两轮用皮带 传动，三轮半径关系是

rA=

rc=2「B.若皮带不打滑，求

A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角 速度之比和线速度之比.

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【解析】A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则

A、B两轮边缘的线速度大小相等,

即

Va=

Vb或

Va

:

Vb= 1 : 1

由

V

=3

r

得

3

a：3

b

=

r

B

:「A=

1

:

2

①

②

③

④

B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，贝U B、C两轮的角速度相同，即

3

b= 3 c或

3

b

: 3 c

=

1

:

1

由

v

=

3

r

得

Vb:

vc=

rB:

rc= 1 : 2

由②③得

由①④得

3

a

:

3

b

:

3

c= 1 : 2 : 2

Va

:

Vb

:

Vc= 1 : 1 : 2

V=

3

r找联系.

【说明】 解这类题时要注意抓住传动装置的特点：同轴传动的是角速度相等，皮带传

动是两轮边缘的线速度大小相等，再注意运用

［例2］如图所示，直径为

d的纸制圆筒，使它以角速度 弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下

bO夹3绕轴O匀速转动，然后使子

ba、

两个弹孔，已知

aO

【解析】子弹从

筒的时间为

t

=(

n

— $ )/

3

d,则子弹的速度为

V =

d/1

= 3

d/( n

在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径

角为0,求子弹的速度。

0 ).

思考：若把原题中的“在圆筒旋转不到半周时”去掉，子弹的速度又如何

伞，问伞面边缘上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圆的半径

【解析】水滴从伞面边缘甩出去以后做平抛运动，水滴的水平速度为

？

［例3］ 一把雨伞，圆形伞面的半径为

r,伞面边缘距地面的高度为

h,以角速度3旋转 这把雨R多大？

Vo= 3

r.

水滴在空中做平抛运动的时间为

n

— $，则子弹穿过圆

水滴做平抛运动的水平射程为

如图所示为俯视图，表示水滴从

a点甩离伞面，落在地面上的

点；O是转动轴(圆心)，可见水滴落在地面上形成的圆的半径为

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【说明】 这是一个涉及匀速圆周运动和平抛运动的综合性题目，正确解答该题的关键 有三点：一是知道水滴离开伞缘时的速度方向与伞缘相切，且线速度的大小与伞缘的线速度 大小相同；二是认识到水滴离开伞缘后做平抛运动；三是正确画出示意图，将三维空间的运 动情况简化为平面图形•画示意图往往能帮助形成清晰的物理情景，若能养成画示意图的良 好习惯，对于提高解题能力是十分有益的

★课余作业

课后讨论完成P47

“问题与练习”中的问题。

★教学体会

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养 学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生 素质的培养就成了镜中花，水中月。

教学建议

本节课从运动学的角度来研究匀速圆周运动，围绕着如何描述匀速圆周运动的快慢展

开，要求理清各个物理量的相互关系，并能在具体的问题中加以应用

线速度、角速度和周期都是用来描述质点做匀速圆周运动快慢的物理量，用线速度比较 质点做匀速圆周运动的快慢时，质点运动的圆周半径必须是相同的，用周期和角速度描述匀 速圆周运动的快慢程度时，则不必考虑圆周的半径

的方便，选用不同的描述方法

•

在匀速圆周运动中，周期和角速度这两个量是不随时间而变化的，线速度则是随时间而 变化的，因为线速度是匀速圆周运动的瞬时速度，其大小虽然不变，但它的方向却是时刻改 变的，因此匀速圆周运动是变速运动，匀速圆周运动中的“匀速”是相对线速度的大小不变 而言的。

•在教学时应指明，我们可根据研究问题

•