第一篇:勻速圓周運動 教案(范文模版)
《認識勻速圓周運動》教案
普通高中課程標準實驗教科書 物理(必修2)山東科學技術出版社
第四章:勻速圓周運動 第一節:勻速圓周運動快慢的描述
一、教學目標
1、認識勻速圓周運動,認識線速度、角速度、周期、頻率、轉速。
2、學會用線速度、角速度等物理量描述一個勻速圓周運動。
3、掌握線速度、角速度等幾個物理量之間的關系。
二、教材分析
教材以生活中的圓周運動為導入,讓學生對勻速圓周運動有一個大概的認識。然后引入線速度、角速度等概念。對于線速度的講解,教材是用了自行車輪的模型,以車輪上轉過的弧長來定義線速度。重點講解了線速度的大小與方向。強調了線速度方向是一直在變化的(沿切線方向)。對于角速度,教材仍然引入了自行車的傳動裝置。一大一小兩個齒輪由一鏈條相連。線速度相等,角速度不等。
教材同樣借用生活中的事物,介紹了周期、頻率和轉速等概念。
三、教學重難點
重點:線速度、角速度、周期的概念及其之間的關系。難點:線速度、角速度、周期之間的關系。
四、教學方法
圓周運動在生活中非常常見,介紹這一運動并不太大障礙。而且還可以借助于生活中的具體事例來講解圓周運動的規律。在講線速
度、角速度的時候,可以借助于生活中的物品,比如自行車輪或光盤等,讓學生直觀的了解到這一物理量的意義。
五、教學設計
1、導入
身邊的圓周運動。比如自行車上、水車、磨盤、DVD光盤等。那么我們在生活中,一般是怎么描述這些圓周運動快慢的呢?由于圓周運動的特殊性,我們分別以單位時間轉過的弧長和角度來度量圓周運動的快慢。
2、展開
在演示圓盤上,在同一條半徑上,設定A、B兩點,對比兩點的線速度大小。線速度是矢量,既有大小又有方向。方向是沿著圓周的切線方向的。在自行車大、小齒輪輪緣上的A、B兩點貼上不同顏色的彩紙。當齒輪勻速轉動時,在相同的時間內,A、B轉過的弧長相同,但相對于圓心轉過的角度不同。
再結合生活中的具體實物,簡單介紹周期、頻率和轉速。我們把周期性運動每重復一次所需要的時間叫周期。頻率就是單位時間沒運動重復的次數。轉動是單位時間內的轉動次數。
3、關于實驗演示
用一根繩子,拴著一個重物,手捏著繩的一端,不停地做圓周運動。演示圓周運動的快慢及轉速和頻率等概念。條件允許,也可做一個像搖獎用的轉盤,在轉盤上標出A、B兩點,讓學生深入直觀的理解線速度和角速度的概念及關系。
第二篇:勻速圓周運動教案2
第6單元:勻速圓周運動實例分析
教學目標:
(一)知識目標:
1、知道向心力是物體沿半徑方向的合外力。
2、知道向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運動。
3、會在具體問題中分析向心力的來源。
(二)能力目標:
培養學生的分析能力、綜合能力和推理能力,明確解決實際問題的思路和方法
(三)德育目標:
通過對幾個實例的分析,使學生明確具體問題必須具體分析
教學重點:
1、掌握勻速圓周運動的向心力公式及與圓周運動有關的幾個公式
2、能用上述公式解決有關圓周運動的實例
教學難點:
理解做勻速圓周運動的物體受到的向心力是由某幾個力的合力提供的,而不是一種特殊的力。
教學方法:
講授法、分析歸納法、推理法
教學用具:
投影儀、投影片、錄像機、錄像帶
教學步驟:
一、引入新課
1、復習提問:
(1)向心力的求解公式有哪幾個?
(2)如何求解向心加速度?
2、引入:本節課我們應用上述公式來對幾個實際問題進行分析。
二、新課教學
(一)用投影片出示本節課的學習目標:
1、知道向心力是物體沿半徑方向所受的合外力提供的。
2、知道向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運動。
3、會在具體問題中分析向心力的來源,并進行有關計算。
(二)學習目標完成過程:
1:關于向心力的來源。
(1)介紹:分析和解決勻速圓周運動的問題,首先是要把向心力的來源搞清楚。
2:說明:
a:向心力是按效果命名的力;
b:任何一個力或幾個力的合力只要它的作用效果是使物體產生向心加速度,它就是物體所受的向心力;
c:不能認為做勻速圓周運動的物體除了受到另外物體的作用外,還要另外受到向心力。
3.簡介運用向心力公式的解題步驟:
(1)明確研究對象,確定它在哪個平面內做圓周運動,找到圓心和半徑。
(2)確定研究對象在某個位置所處的狀態,進行具體的受力分析,分析哪些力提供了向心力。
(3)建立以向心方向為正方向的坐標,據向心力共式列方程。
(4)解方程,對結果進行必要的討論。
4、實例1:火車轉彎
(1)介紹:火車在平直軌道上勻速行駛時,所受的合力等于0,那么當火車轉彎時,我們說它做圓周運動,那么是什么力提供火車的向心力呢?
(2)放錄像、火車轉彎的情景
(3)用CAI課件分析內外軌等高時向心力的來源。
a:此時火車車輪受三個力:重力、支持力、外軌對輪緣的彈力。
b:外軌對輪緣的彈力提供向心力。
c:由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產生的,且由于火車質量很大,故輪緣和外軌間的相互作用力很大,易損害鐵軌。
(4)介紹實際的彎道處的情況。
a:用錄像資料展示實際的轉彎處?外軌略高于內軌。
b:用CAI課件展示此時火車的受力情況,并說明此時火車的支持力FN的方向不再是豎直的,而是斜向彎道的內側。
c:進一步用CAI課件展示此時火車的受力示意圖,并分析得到:此時支持里與重力的合力提供火車轉彎所需的向心力。
d:強調說明:轉彎處要選擇內外軌適當的高度差,使轉彎時所需的向心力完全由重力G和支持里FN來提供?這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。
5、實例2:汽車過拱橋的問題
(1)放錄像?展示汽車過拱橋的物理情景
(2)用CAI課件模擬:并出示文字說明,汽車在拱橋上以速度v前進,橋面的圓弧半徑為R,求汽車過橋的最高點時對橋面的壓力?
(3)a:選汽車為研究對象
b:對汽車進行受力分析:受到重力和橋對車的支持力
c:上述兩個力的合力提供向心力、且向心力方向向下
d:建立關系式:
Q2F向?G?F1?mrV2F1?G?m
r
V
2e:又因支持力與壓力是一對作用力與反作用力,所以F壓?G?mrF壓?G
且
(4)說明:上述過程中汽車做的不是勻速圓周運動,我們仍使用了勻速圓周運動的公式,原因是向心力和向心加速度的公式對于變速圓周運動同樣適用。
三、鞏固訓練
1、學生解答課后“思考與討論”
(1)學生先討論,得到分析結論
(2)CAI課件進行模擬,加深印象
2、如圖所示,自行車和人的總質量為m,在一水平地面運動,若自行車以速度v轉過半徑為R的彎道,求:
(1)自行車的傾角為多大?
(2)自行車所受地面的摩擦力為我大?
四、小結
1:物體除受到各個作用力外,還受一個向心力嗎?
2:用向心力公式求解有關問題時的解題步驟如何?
3:對于火車轉彎時,向心力由什么提供?
4:汽車通過凹形或凸形拱橋時對橋的壓力與重力的關系如何?
五:作業
課本P97練習六
六:板書設計
第三篇:高一物理《勻速圓周運動》教案
教學目標
知識目標
1、認識勻速圓周運動的概念.2、理解線速度、角速度和周期的概念,掌握這幾個物理量之間的關系并會進行計算.能力目標
培養學生建立模型的能力及分析綜合能力.情感目標
激發學生學習興趣,培養學生積極參與的意識.教學建議
教材分析
教材首先明確要研究圓周運動中的最簡單的情況,勻速圓周運動,接著從描述勻速圓周運動的快慢的角度引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉速等概念,最后推導出線速度、角速度、周期間的關系,中間有一個思考與討論做為鋪墊.教法建議
關于線速度、角速度、周期等概念的教學建議是:通過生活實例(齒輪轉動或皮帶傳動裝置)或多媒體資料,讓學生切實感受到做圓周運動的物體有運動快慢與轉動快慢及周期之別,有必要引入相關的物理量加以描述.學習線速度的概念,可以根據勻速圓周運動的概念(結合課件)引導學生認識弧長與時間比值保持不變的特點,進而引出線速度的大小與方向.同時應向學生指出線速度就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度.學習角速度和周期的概念時,應向學生說明這兩個概念是根據勻速圓周運動的特點和描述運動的需要而引入的.即物體做勻速圓周運動時,每通過一段弧長都與轉過一定的圓心角相對應,因而物體沿圓周轉動的快慢也可以用轉過的圓心角與時間t比值來描述,由此引入角速度的概念.又根據勻速圓周運動具有周期性的特點,物體沿圓周轉動的快慢還可以用轉動一圈所用時間的長短來描述,為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時,不要求向學生強調角速度的矢量性.在講述概念的同時,要讓學生體會到勻速圓周運動的特點:線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運動.關于“線速度、角速度和周期間的關系”的教學建議是:結合課件引導學生認識到這幾個物理量在對圓周運動的描述上雖有所不同,但它們之間是有聯系的,并引導學生從如下思路理解它們之間的關系:
教學設計方案
勻速圓周運動
教學重點:線速度、角速度、周期的概念
教學難點:各量之間的關系及其應用
主要設計:
一、描述勻速圓周運動的有關物理量.(一)讓學生舉一些物體做圓周運動的實例.(二)展示課件
1、齒輪傳動裝置
課件
2、皮帶傳動裝置
為引入概念提供感性認識,引起思考和討論
(三)展示課件3:質點做勻速圓周運動
可暫停.可讀出運行的時間,對應的弧長,轉過的圓心角,進而給出線速度、角速度、周期、頻率、轉速等概念.二、線速度、角速度、周期間的關系:
(一)重新展示課件
1、齒輪傳動裝置.讓學生體會到有些不同的點線速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的點角速度、周期相同,但線速度大小不同;進而此導同學去分析它們之間的關系:
探究活動
觀察與測量:請研究一下自行車飛輪與中軸輪盤通過鏈條的連接關系:測量一下各自的半徑,并思考驗證兩輪的角速度關系,邊緣點的線速度大小關系;有條件的話研究一下“變速自行車”的變速原理.
第四篇:勻速圓周運動 向心力的教案示例
勻速圓周運動 向心力的教案示例
一、教學目標 1.物理知識方面:
(1)理解勻速圓周運動是變速運動;
(2)掌握勻速圓周運動的線速度、角速度、周期的物理意義及它們間的數量關系;(3)初步掌握向心力概念及計算公式。
2.通過勻速圓周運動、向心力概念的建立過程,培養學生觀察能力、抽象概括和歸納推理能力。
3.滲透科學方法的教育。
二、重點、難點分析
向心力概念的建立及計算公式的得出是教學重點,也是難點。通過生活實例及實驗加強感知,突破難點。
三、教具
1.轉臺、小傘;
2.細繩一端系一個小球(學生兩人一組); 3.向心力演示器。
四、主要教學過程
(一)引入新課
演示:將一粉筆頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出,觀察運動軌跡。復習提問:粉筆頭做直線運動、曲線運動的條件是什么?
啟發學生回答:速度方向與力的方向在同一條直線上,物體做直線運動;不在同一直線上,做曲線運動。
進一步提問:在曲線運動中,有一種特殊的運動形式,物體運動的軌跡是一個圓周或一段圓?。ㄓ脝螖[演示),稱為圓周運動。請同學們列舉實例。
(學生舉例教師補充)
電扇、風車等轉動時,上面各個點運動的軌跡是圓……大到宇宙天體如月球繞地球的運動,小到微觀世界電子繞原子核的運動,都可看做圓周運動,它是一種常見的運動形式。提出問題:你在跑400m過彎道時身體為何要向彎道內側微微傾斜?鐵路和高速公路的轉彎處以及賽車場的環形車道,為什么路面總是外側高內側低?可見,圓周運動知識在實際中是很有用的。
引入:物理中,研究問題的基本方法是從最簡單的情況開始。板書:勻速圓周運動
(二)教學過程設計
思考:什么樣的圓周運動最簡單? 引導學生回答:物體運動快慢不變。
板書:1.勻速圓周運動物體在相等的時間里通過的圓弧長相等,如機械鐘表針尖的運動。思考:勻速周圓運動的一個顯著特點是具有周期性。用什么物理量可以描述勻速圓周運動的快慢?
(學生自由發言)
板書:2.描述勻速圓周運動快慢的物理量
(1)線速度:物體通過的圓弧長s與所用時間t的比值。
當t很短,s很短,即為某一時刻的瞬時速度。線速度其實就是物體做圓周運動的瞬時速度。當物體做勻速圓周運動時,各個時刻線速度大小相同,而方向時刻在改變。那么,線速度方向有何特點呢?
演示:水淋在小傘上,同時搖動轉臺。觀察:水滴沿切線方向飛出。
思考:說明什么?
師生分析:飛出的水滴在離開傘的瞬間,由于慣性要保持原來的速度方向,因而表明了切線方向即為此時刻線速度的方向。
板書:方向:沿著圓周各點的切線方向。如圖3。
(2)角速度:半徑轉過的角度φ所用時間的比值。如圖4。
(3)周期:質點沿圓周運動一周所用的時間。如:地球公轉周期約365天,鐘表秒針周期60s等,周期長,表示運動慢。
(角速度、周期可由學生自己說出并看書完成)板書:(師生共同完成)
思考:物體做勻速圓周運動時,v、ω、T是否改變?(ω、T不變,v大小不變、方向變。)講述:勻速周周運動是勻速率圓周運動的簡稱,它是一種變速運動。
提出問題:勻速圓周運動是一種曲線運動,由物體做曲線運動的條件可知,物體必定受到一個與它的速度方向不在同一條直線上的合外力作用,這個合外力的方向有何特點呢?學生小實驗(兩人一組):
線的一端系一小球,使小球在水平面內做勻速圓周運動。小球質量很?。捎孟鹌と忍娲訒r線速度盡量大,小球重力與拉力相比可忽略,以保證拉線近似在水平方向。觀察并思考:
①小球受力?
②線的拉力方向有何特點? ③一旦線斷或松手,結果如何?(提問學生后板書并圖示)
概括:要使物體做勻速圓周運動,必須使物體受到與速度方向垂直而指向圓心的力作用,故名向心力。
板書:3.向心力:物體做勻速圓周運動所需要的力。
提出問題:向心力的大小跟什么因素有關?
(學生自己設想,用剛才的儀器做小實驗,憑感覺粗略體驗。學生經實驗、討論有了自己的看法后,自由發言。)
演示實驗(驗證學生的設想):研究向心力跟物體質量m、軌道半徑r、角速度ω的定量關系。提問:實驗時能否讓三個量同時變? 保持兩個量不變,使一個量變化。實驗裝置:向心力演示器。
演示:搖動手柄,小球隨之做勻速圓周運動。提問:向心力由什么力提供?如何測量?
小球向外壓擋板,擋板對小球的反作用力指向轉軸,提供了小球做勻速圓周運動的向心力,兩力大小相等,同時小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮套在軸上的彈簧,彈簧被壓縮的格數可以從標尺中讀出,即顯示了向心力大小。
演示內容:
①向心力與質量的關系:ω、r一定,取兩球使mA=2mB 觀察:(學生讀數)FA=2FB結論:向心力F∝m ②向心力與半徑的關系:m、ω一定,取兩球使rA=2rB 觀察:(學生讀數)FA=2FB結論:向心力F∝r ③向心力與角速度的關系:m、r一定,使ωA=2ωB 觀察:(學生讀數)FA=4FB結論:向心力F∝ω2
歸納:綜合上述實驗結果可知:物體做勻速圓周運動需要的向心力與物體的質量成正比,與半徑成正比,與角速度的二次方成正比。但不能由一個實驗、一個測量就得到一般結論,實際上要進行多次測量,大量實驗,但我們不可能一一去做。同學們剛才所做的實驗得出:m、r、ω越大,F越大;若將實驗稍加改進,如課本中所介紹的小實驗,加一彈簧秤測出F,可粗略得出結論(要求同學回去做)。我們還可以設計很多實驗都能得出這一結論,說明這是一個帶有共性的結論。測出m、r、ω的值,可知向心力大小為:F=mrω2。
反饋練習:
①對于做勻速圓周運動的物體,下面說法正確的是:A速度不變;B速率不變;C角速度不變;D周期不變。
②如圖7為一皮帶傳動裝置,在傳動過程中皮帶不打滑。試比較輪上A、B、C三點的線速度、角速度大小。
③物體做勻速圓周運動所需要的向心力跟半徑的關系,有人說成正比,有人說成反比。你對這兩種說法是如何理解的?
④(前后呼應)解釋跑400m彎道時身體為何要傾斜等一類問題。(火車拐彎要求課后看書)
(三)課堂小結 1.科學方法
①點明建立概念的過程:是通過大量實例,概括抽象出本質的內容,即由個別到一般的思維過程。
②點明實驗歸納的過程:必須經過多次實驗,必須有足夠的事實,由多個特殊的共同結論才能歸納出一般情況下的結論。
2.知識內容:(見板書)
3.對向心力的理解:向心力并不是一種特殊性質的力,它的名稱只是根據始終指向圓心這一作用效果來命名的。下節課再進一步討論。
五、說明
1.向心力、向心加速度的講授順序。向心力概念的建立有兩條途徑:一是先通過實驗建立向心力概念,歸納出向心力公式,再推出向心加速度;二是先通過理論推導導出向心加速度,再推出向心力。
先講加速度,理論推導嚴謹,又能訓練學生的推理能力,但方法較抽象,對基礎差的學生難度較大??紤]到我所任班級學生的實際情況,我選用了先講向心力,降低了難度,便于學生理解、接受,現行必修教材采用的也是這一順序。不足之處是:由于實驗存在誤差,只能粗略得出結論,而且課堂不可能做很多實驗,實驗歸納的事實不足。解決的關鍵是盡量減小實驗誤差,補充實例,彌補實驗事實不足的缺陷。
2.對向心力的教學,本節完成了感知、概括、定義,即完成了個別到一般的過程和簡單的再認。而進一步的再認即一般到個別,留待下節完成,所以本節對向心力的要求教學目標定為初步掌握。
(常青)
第五篇:勻速圓周運動教學設計
第五章 曲線運動(四、勻速圓周運動)
教學目標: 一 知識目標:
1.知道什么是勻速圓周運動
2.理解什么是線速度、角速度和周期 3.理解線速度、角速度和周期之間的關系 二 能力目標:
能夠勻速圓周運動的有關公式分析和解決有關問題。三 德育目標:
通過描述勻速圓周運動快慢的教學,使學生了解對于同一個問題可以從不同的側面進行研究。教學重點:
1.理解線速度、角速度和周期 2.什么是勻速圓周運動
3.線速度、角速度及周期之間的關系 教學難點:
對勻速圓周運動是變速運動的理解 教學方法: 講授、推理歸納法 教學用具:
投影儀、投影片、多媒體 教學步驟: 一 導入新課
(1)物體的運動軌跡是圓周,這樣的運動是很常見的,同學們能舉幾個例子嗎?(例:轉動的電風扇上各點的運動,地球和各個行星繞太陽的運動等)(2)今天我們就來學習最簡單的圓周運動──勻速圓周運動 二 新課教學
(一)用投影片出示本節課的學習目標 1.理解線速度、角速度的概念
2.理解線速度、角速度和周期之間的關系 3.理解勻速圓周運動是變速運動
(二)學習目標完成過程 1.勻速圓周運動
(1)用多媒體投影一個質點做圓周運動,在相等的時間里通過相等的弧長。
(2)并出示定義:質點沿圓周運動,如果在相等的時間里通過的圓弧長度相同──這種運動就叫勻速圓周運動。
(3)舉例:通過放錄像讓學生感知:一個電風扇轉動時,其上各點所做的運動,地球和各個行星繞太陽的運動,都認為是勻速圓周運動。
(4)通過電腦模擬:兩個物體都做圓周運動,但快慢不同,過渡引入下一問題。2.描述勻速圓周運動快慢的物理量 1 線速度
a:分析:物體在做勻速圓周運動時,運動的時間t增大幾倍,通過的弧長也增大幾倍,所以對于某一勻速圓周運動而言,s與t的比值越大,物體運動得越快。
b:線速度
(1)線速度是物體做勻速圓周運動的瞬時速度。(2)線速度是矢量,它既有大小,也有方向。(3)線速度的大小
(4)線速度的方向在圓周各點的切線方向上。(5)討論:勻速圓周運動的線速度是不變的嗎?
(6)得到:勻速圓周運動是一種非勻速運動,因為線速度的方向在時刻改變。2 角速度
a:學生閱讀課文有關內容 b:出示閱讀思考題
(1)角速度是表示_______的物理量(2)角速度等于________和_______的比值(3)角速度的單位是__________ c:說明:對某一確定的勻速圓周運動而言,角速度是恒定的 d:強調角速度單位的寫法rad/s 3 周期、頻率和轉速 a:學生閱讀課文有關內容 b:出示閱讀思考題:
(1)______叫周期,_______叫頻率;______叫轉速(2)它們分別用什么字母表示?(3)它們的單位分別是什么?
c:閱讀結束后,學生自己復述上邊思考題。(4)線速度、角速度、周期之間的關系 a:過渡:既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運動快慢的物理量,那么他們之間有什么樣的關系呢?
b:用投影片出示思考題
一物體做半徑為r的勻速圓周運動
(1)它運動一周所用的時間叫_______,用T表示。它在周期T內轉過的弧長為________,由此可知它的線速度為_______。
(2)一個周期T內轉過的角度為_________,物體的角速度為_______。
c:通過思考題總結得到:d:討論
(1)當v一定時,與r成反比(2)當一定時及v與r成正比(3)當r一定時,v與成正比
(三)實例分析(用投影片出示)
例1:分析下圖中,A、B兩點的線速度有什么關系?
分析得到:主動輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動從動輪的過程中,皮帶(鏈條)上各點以及兩輪邊緣上各點的線速度大小相等。例2:分析下列情況下,輪上各點的角速度有什么關系?
分析得到:同一輪上各點的角速度相同。三 鞏固訓練
用電腦進行練習,并且進行激勵評價和升級訓練
(一)填空
1.做勻速圓周運動的物體線速度的________不變,_________時刻在變,所以線速度是________(填恒量或變量),所以勻速圓周運動中,勻速的含義是_____________________________________。
2.對于做勻速圓周運動的物體,哪些物理量是一定的?
(二)某電鐘上秒針、分針、時針的長度比為d1:d2:d3=1:2:3,求 A:秒針、分針、時針尖端的線速度之比 B:秒針、分針、時針轉動的角速度之比。
(三)師生共同解答課本本節的思考與討論。四 小結
1.什么叫勻速圓周運動?
2.描述勻速圓周運動快慢的物理量有哪幾個?分別說明它們的含義及求解公式,他們間的聯系。五 作業 2005-04-15 人教網