高中物理匀速圆周教案

2024年1月4日发(作者：序属三秋)

高中物理匀速圆周教案

【篇一：高中物理教师资格证教案——匀速圆周运动】

第一节 匀速圆周运动

【学生情况分析】

本节内容是继学生学习平抛运动后，又一种变速曲线运动.在曲线运动的学习中，学生已经知道了曲线运动的速度方向是曲线在这一点的切线方向，并知道曲线运动是变速运动.此前，学生也已经掌握了直线运动及其快慢描述方法.这些知识都为匀速圆周运动的学习奠定了基础.此外，高一学生已具备一定观察能力和经验抽象思维能力，并对未知新事物有较强的探究欲望.

【教学内容分析】

“匀速圆周运动”选自高中粤教版教材《物理必修2》第二章第1节，对于本节的内容.自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物为学生的认知奠定了感性基础.本节课主要是帮助学生在原有的感性基础上建立匀速圆周运动的几个概念，理清各个物理量的关系.为今后进一步学习向心力、向心加速度、万有引力、带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础.

此外，匀速圆周运动与我们日常生活、生产、科学研究有着密切的联系，因此学习这部分有重要的意义.

【教学目标】

一、知识与技能：

1、了解物体做圆周运动的特征.

2、理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算.

3、理解线速度、角速度和周期之间的关系：??=????=

二、过程与方法：

1、联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征.

2、联系各种日常生活中常见的现象，通过对教材p28的“观察与思考”，引导学生归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度大小v?2??????s?，角速度大小??，周期t、转速n等. tt

3、探究线速度、角速度与周期之间的关系。

三、情感态度与价值观：

1、经历观察、分析总结、及探究等学习活动，培养学生相互交流、相互合作、自我学习的能力.

2、通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识.

【教学重点和难点】

重点：

1、理解线速度、角速度和周期.

2、什么是匀速圆周运动.

3、线速度、角速度及周期之间的关系.

难点：

1、对角速度概念的理解.

2、匀速圆周运动是变速运动的理解.

【教学方法】

教学方法：

谈话法：帮助学生建立概念。

讲授法：分析总结.

教学媒体设计：图片、动画

学法指导：

1）联系新旧知识

2）观察、思考 （学生为主体）

3）联系生活（学以致用）

【教学过程设计】

1、引入新课

联系新旧知识、创设情景：上一章节我们学习了抛体运动的规律，学习了竖直上抛、下抛、平抛和斜抛运动。（可将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹）

复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么？

启发学生回答：速度方向与合外力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。

进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧，称为圆周运动。（ppt显示日常的圆周运动）在日常生活中你还见过或经历过哪些圆周运动？你对圆周运动有什么认识？

(学生举例教师补充)

电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆??大到宇宙天体如月球绕地球的运

动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看作圆周运动，它是一种常见的运动形式。今天我们就来学习这一方面的内容。

思考：什么样的圆周运动最简单？

引导学生回答：物体运动快慢不变。进入第一节课最简单的圆周运动——匀速圆周运动. ppt讲解归纳匀速圆周运动的概念

教师归纳：质点沿圆周运动，如果相等的时间里通过的圆弧长度相等，这样的运动就叫匀速圆周运动.

（以上这样设计的意图是取材源于学生的日常生活现象，激发学生的学习兴趣，培养学生归纳总结的能力）

学生阅读课本p28的“观察与思考”，思考其提出的三个问题

(学生自由发言)

教师引导学生总结归纳：

问题2：该点在圆周轨道上运动快慢的判断（定性），可用单位时间内通过的圆弧的长度来判断；也可用连接该点的半径在单位时间内转过的角度来判断；也可数一下一定时间内转动的圈数；也可用转动一周所用的时间来判断。

问题3：引导学生认识匀速圆周运动区别直线运动最显著的特征，即重复性或者说周期性。

指出：匀速圆周运动是比直线运动更为复杂的曲线运动，有不同于直线运动的一些新的特点，需要引入一些新的物理量。

（充分让学生讨论交流，培养学生相互合作、相互探讨的精神，同时也让学生自我学习，对圆周匀速运动大概的基本认识。这也可为后面引出新的物理量做铺垫）

通过两个物理的圆周运动引出后面的几个新的物理量：

1）线速度：

① 物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。

② 定义：质点通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值。

③ 大小：v?s 匀速圆周运动的线速度大小处处相等 t

思考：在曲线运动中，速度的方向是怎样确定的？圆周运动作为一种特殊的曲线运动，它的速度方向又是怎样的呢？

④ 方向：线速度的方向在圆周该点的切线上。

思考：在匀速直线运动中，速度的大小和方向都不变，所以匀速直线运动是速度不变的运动。匀速圆周运动是速度不变的运动吗？

引导学生回答：质点做匀速圆周运动时，速度的大小不变，方向时刻在变化，匀速圆周运动不是速度不变的运动。匀速圆周运动是变速曲线运动。匀速圆周运动中的“匀速”是指速度的大小（速率）不变，应该理解成“匀速率”。

2）角速度

① 物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。

② 定义：质点所在半径转过的角度?跟所用时间t的比值。

③ 大小：???

t 单位：rad/s（让学生对弧度制、角度制之间的关系进行推导）

④ 匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动

3)周期、转速和频率

周期：

① 物理意义：描述物体做圆周运动的快慢。

② 定义：质点沿圆周运动一周所用的时间，用符号t表示。

③ 单位：s

如：地球公转周期约365天，钟表

秒针周期60s等，周期长，表示运动慢。

转速（同时介绍频率)：

① 物理意义：描述物体做圆周运

动的快慢。

② 定义：做圆周运动的物体单位

时间内转过的圈数，用符号n

表示。

③ 单位：r/s或r/min

4）线速度、角速度、周期之间的关系（公式推导法）

既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么他们之间有什么样的关系呢？

① 线速度与周期关系：由v?通过的弧长为2?r。）

② 角速度与周期关系：由??转过的角度为2?。）

③ 线速度与角速度关系：v?

r? s2?r得v?（做匀速圆周运动的物体，在一个周期内tt?t得??2?（做匀速圆周运动的物体，在一个周期内t

（学生上黑板演示过程，这里要让学生从两个方面去理解：一个是从数学知识去理解，从学生已有的数学知识能不能推出线速度与角速度的关系。另外这里要提醒学生要从线速度，角速度的定义去思

考。线速度的定义：弧长与时间的比值；角速度的定义：角度与时间的比值。我们把它放大到一个周期，在一个周期内，物体转了一圈，弧长是？，转过的弧度就是 ？，这样让学生从定义出发去理解线速度与角速度，周期，转速，频率之间的关系，更加能加深学生对这些概念的理解）

引导学生讨论得出：

1）当v一定时，?与r成反比

2）当?一定时及v与r成正比

3）当r一定时，v与?成正比

考虑到转速则有：??2?n,v?2?

5）进行教学练习

① 某钟表上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 ＝1：2，求：秒

针、分针转动的角速度之比是__60:1__；

秒针、分针尖端的线速度之比是__30:1__。

② 钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_1:12:720__；

③ 自行车车轮每分钟转120周,车轮半径为35cm,则自行车前

6）应用与提高——常见传动装置

① 皮带传动：轮与皮带之间不打滑，轮边缘和皮带上各点线速度相等，同一轮上各

点的角速度相等。

② 齿轮传动：接触点处线速度大小、方向都相同，轮缘上各点线速度大小相等，同

一轮上各点的角速度相等。

【篇二：匀速圆周运动教学设计】

匀速圆周运动

一、教学内容分析

“匀速圆周运动”选自人教版高中《物理》第一册第五章第4节。在此之前，学生已经学习了直线运动的相关内容，和曲线运动的基本知识，自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物也为学生的认知奠定了感性基础，本节课主要是帮助学生在原有的感性基础上建立匀速圆周运动的几个概念，为今后进一步学习向心力、向心加速度以及万有引力的知识打下基础。

此外，匀速圆周运动与我们日常生活、生产、科学研究有着密切的联系，因此学习这部分有重要的意义。

二、学习情况分析

本节内容是继学生学习平抛运动后，又一种变速曲线运动。在曲线运动的学习中，学生已经知道了曲线运动的速度方向在曲线这一点的切线方向并知道曲线运动是变速运动，此前，学生也已经掌握了直线运动及其快慢描述方法。这些知识都为匀速圆周运动的学习奠定了基础。此外，高一学生已具备一定观察能力和经验抽象思维能力，并对未知新事物有较强的探究欲望。

三、设计思想

“匀速圆周运动”是以概念教学为主的一节课，对物理概念的理解和认识是教学要达到的目标之一，也是教学的出发点。物理是一门培养和发展人的思维的重要学科，因此，在教学中，不仅要使学生“知其然”而且要使学生“知其所以然”。为了体现以学生发展为本，遵循学生的认知规律，体现循序渐进与启发式的教学原则，我在整节课的教学设计中，以建构主义理论为指导，辅以多媒体手段，采用情景教学法和引导式教学法，结合师生共同讨论、归纳，以“情境产生问题”，注重知识的形成过程，针对“什么是匀速圆周运动”以及“匀速圆周运动快慢的描述”展开探究活动，在问题交流讨论中发展学生观点，最终形成对概念的理解。

四、教学目标

知识目标

1、知道匀速圆周运动的概念； 2、理解线速度、角速度和周期；

3、理解线速度、角速度和周期三者之间的关系。 能力目标

能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决实际问题。情感目标

具有协作意识和探究精神，并在活动中感受学习物理的乐趣。

五、教学重点和难点

重点

1、线速度、角速度和周期；

2、线速度、角速度和周期三者之间的关系。

难点

对匀速圆周运动是变速运动的理解。

六、 教学准备

1、视频剪接（由4个片段剪接而成，片段1： 风力发电机；片段2：

水流星； 片段3：旋转木马； 片段4：驴子拉磨） 2、动画模拟（flash） 3、ppt教学演示课件 4、计算机 投影仪

七、 教学过程设计

附表

【篇三：高中物理《圆周运动》教案 (新人教版必修2)】

5 圆周运动

整体设计

教材首先列举生活中的圆周运动，以及科学研究所涉及的范围，大到星体的运动，小到电子的绕核运转，接着通过比较自行车大小齿轮以及后轮的运动快慢引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念，最后推导出线速度、角速度、周期间的关系.教材设计环环相扣、结构严谨，使整节课浑然一体，密不可分.

本节课可以通过生活实例（自行车齿轮转动或皮带传动装置），让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别，有必要引入相关的物理量加以描述.学习线速度的概念，可以根据匀速圆周运动的概念引导学生认识弧长与时间比值保持不变的特点，进而引出线速度的大小与方向.学习角速度和周期的概念时，应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的，即物体做匀速圆周运动时，每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应，因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间比值来描述，由此引入角速度的概念.又根据匀速圆周运动具有周期性的特点，物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述，为此引入了周期的概念.讲述角速度的概念时，不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲述概念的同时，要让学生体会到匀速圆周运动的特点：线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动. 教学重点

线速度、角速度、周期概念，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点. 教学难点 角速度概念的理解和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解. 课时安排

1课时 三维目标 知识与技能

1.了解物体做圆周运动的特征.

2.理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算.

3.理解线速度、角速度、周期之间的关系. 过程与方法

1.联系日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征.

1.经历观察、分析总结及探究等学习活动，培养学生实事求是的科学态度.

2.通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识.

课前准备

多媒体课件、机械钟表、小球、细线、风扇、雨伞、水等.

教学过程

导入新课

演示导入

演示机械式钟表时针、分针、秒针的运动情况（可以拨动钟表的调节旋钮），让学生观察后说出不同指针运动的特点，从而引出圆周运动的概念.

情景导入

课件展示生活中常见的圆周运动：

观览车脱水桶

生活中，我们一定见过很多类似的运动，它们的运动轨迹是一些圆，我们把这种运动叫做圆周运动. 推进新课

引导学生列举生活中的圆周运动. 参考案例：

1.田径场弯道上赛跑的运动员的运动； 2.风车的转动;

3.地球的自转与公转；

4.自行车的前后轮、大小齿轮转动等.

研究物体的运动时，我们往往关心的是物体的运动快慢.对于做直线运动的物体，我们用单位时间内的位移来描述物体的运动快慢.

问题：对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢？

一、线速度

演示1：在台式电风扇的叶片上分别标记红、蓝两种颜色的点，到中间轴的距离不等.用手拨动叶片转动，注意要慢，让学生明显观察到两点的运动轨迹. 让学生仔细观察，说出哪个点运动得快，你是怎么比较的.

讨论交流

我们发现，两个点在相同的时间内通过的弧长不相等，通过的弧长长的点运动得快，通过的弧长短的点运动得慢.这样，做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值能够描述物体运动的快慢，我们把它称之为线速度.

定义：做圆周运动的质点通过的弧长s与通过这段弧长所用时间t的比值叫做圆周运动的线速度. v=

st

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. 说明：（1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.

(2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向（大小：v=

st

(3）匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变. (4）线速度的单位：

m/s.

针对以上说明展开讨论.

演示2：水淋在雨伞上，同时摇动伞柄. 观察：水滴沿切线方向飞出.

思考：这说明什么？

结论：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向.

例1 分析下图中，a、b两点的线速度有什么关系

.

解析：主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点在相同的时间内通过的弧长相等，所以它们线速度大小相等. 答案：大小相等

二、角速度

学生阅读教材并思考以下几个问题： 1.角速度是描述圆周运动快慢的物理量；

结合数学知识，交流讨论角速度的单位.

学生阅读教材并思考以下几个问题：

做圆周运动的质点运动一周所用的时间叫周期；周期的倒数（单位时间内质点完成周期性运动的次数）叫频率；每秒钟转过的圈数叫转速. 注明：下列情况下，同一轮上各点的角速度相同.

三、线速度、角速度、周期之间的关系

既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么它们之间有什么样的关系呢？

?

t

)

分析：一物体做半径为r的匀速圆周运动，问：

?r

线速度为2.

t

2?t

.

2??r?

?t?

?t?v?

23

r，设皮带不打滑

.

图5-5-5

vb

?b?cvavb

vavc

?r?vcvc

r?

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r

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???? r2r3r

1

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12

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12

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23

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12

.

?c

2?1/40

240060

周，周期t=

140

rad/s=251 rad/s.

2?t

.

=__________.

答案：3∶1 1∶1 1∶1

课堂小结

???t?s?t

1

周期与频率：f=相互关系：v=

t2?rt

2?t

布置作业

教材“问题与练习”1、2、5.

板书设计 5.圆周运动

一、描述匀速圆周运动的有关物理量

1.线速度

（1）定义：做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值 （2）公式：v=

?s?t

(s为弧长,非位移)

（3）物理意义 2.角速度

（1）定义：做圆周运动的物体的半径扫过的角度与所用时间的比值

??

?t

（３）单位：rad/s （４）物理意义

3.转速和周期

二、线速度、角速度、周期间的关系