人教版物理必修二5.4《圆周运动》教学设计

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第一篇:人教版物理必修二5.4《圆周运动》教学设计

5.4《圆周运动》教学设计

一、教材分析

《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第4节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后,接触到的又一个美丽的曲线运动,本节内容作为该章节的重要部分,主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念,为后继的学习打下一个良好的基础。

人教版教材有一个的特点就是以实验事实为基础,让学生得出感性认识,再通过理论分析总结出规律,从而形成理性认识。

教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后,通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动,提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。

二、教学目标

1.知识与技能

①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。理解线速度的概念;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:v=rω=2πr/T。

③理解匀速圆周运动是变速运动。

④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。

2.过程与方法

①运用极限思维理解线速度的瞬时性和矢量性.掌握运用圆周运动的特点去分析有关问题。

②体会有了线速度后,为什么还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的单位。

3.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,感受物理就在身边,激发学生学习的兴趣。

③进行爱的教育。在与学生的交流中,表达关爱和赏识,如微笑着对学生说“非常好!”“你们真棒!”“分析得对!”让学生得到肯定和鼓励,心情愉快地学习。

三、教学重点、难点

1.重点

①理解线速度、角速度、周期的概念及引入的过程; ②掌握它们之间的联系。2.难点

①理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性; ②理解匀速圆周运动是变速运动。

四、学情分析 学生已有的知识: 1.瞬时速度的概念 2.初步的极限思想 3.思考、讨论的习惯

4.数学课中对角度大小的表示方法

五、教学方法与手段

演示实验、展示图片、观看视频、动画; 讨论、讲授、推理、概括 师生互动,生生互动,六、教学设计

(一)导入新课(认识圆周运动)

●通过演示实验、展示图片、观看视频、动画,让学生认识圆周运动的特点,演示小球在水平面内圆周运动 展示自行车、钟表、电风扇等图片 观看地球绕太阳运动的动画 观看花样滑冰视频

提出问题:它们的运动有什么共同点?答:它们的轨迹是一个圆.

师:对,这就是我们今天要研究的圆周运动

观看动画,思考问题:这两个球匀速圆周运动有什么不同?答:快慢不同

提出问题:如何描述物体做圆周运动的快慢?

学生动手,分组实践,观察自行车的传动装置,思考与讨论:

自行车的大齿轮,小齿轮,后轮中的质点都在做圆周运动。

比较哪些点运动得更快些?说说你比较的理由。

讨论后,展示自行车传动装置图片(或视频),进一步提问:如何比较物体圆周运动快慢?师生共同分析,小结可能的比较方法:

方案1:比较物体在一段时间内通过的圆弧长短

方案2:比较物体在一段时间内半径转过的角度大小

方案3:比较物体转过一圈所用时间的多少

方案4:比较物体在一段时间内转过的圈数

注意:在与学生交流时表达鼓励和赏识:如“非常好!”、“你(们)真棒!”、“说得对!”等。

(二)新课教学

描述圆周运动快慢的物理量

线速度

学生阅读课文有关内容,思考并讨论以下问题:

1.线速度是怎么定义的?单位是什么?

2.线速度的方向怎样?请说出圆周运动的速度方向是怎么确定的。

3.物体匀速圆周运动的线速度有什么特点?

4.为什么说匀速圆周运动是一种变速运动?这里的“匀速”是指什么不变?

生生互动,师生互动后,概括如下:点击幻灯片,全方位学习小结线速度的概念;并通过砂轮切割的视频,让学生感受圆周运动的速度方向。如下:

线速度:

定义:质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。

大小:v=Δl/Δt(分析:当Δt很小时,v即圆周各点的瞬时速度。)

单位:m/s 方向:沿圆周上该点的切线方向(看砂轮工作视频)。

物理意义:描述通过弧长的快慢。

匀速圆周运动:质点沿圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。

看动画,学习匀速圆周运动的概念:质点沿圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。(请学生再举几个生活中的圆周运动的实例)

关于匀速圆周运动的问题讨论:

1.匀速圆周运动的线速度是不变的吗?此处的“匀速”是指速度不变吗?

2.匀速圆周运动是匀速运动吗?

注意:在与学生交流时表达鼓励和赏识:如“很好!”“你(们)真了不起!”等。

讨论后,小结如下:

匀速圆周运动是变速运动!(线速度的方向时刻改变)

“匀速”指速率不变

匀速圆周运动是线速度大小不变的运动!

角速度

看图片,回答问题:(转向角速度学习)

观察自行车的传动装置,分析P点和N点,M点和N点哪点运动得更快些?哪点转动得更快些?请同学们讨论一下!

通过讨论,同学们发现,原来,质点运动得快与转动得快不是一回事!有必要引入一个表示转动快慢的物理量──角速度(转入角速度学习)

注意:在与学生交流时表达鼓励和赏识:如“分析得好!”“不错!”等。下面我们研究描述匀速圆周运动转动快慢的物理量──角速度 学生阅读课文有关内容P14-15,思考以下问题: 角速度是怎么定义的?

1.角度的单位是什么?它和通常意义上的单位有何不同? 2.角度的大小是怎么表示的?

3.30°,45°,60°,90°,180°,360°,用弧度作单位该怎么表示? 4.角速度的单位是什么?计算带单位时为什么应写为s-? 5.匀速圆周运动的角速度有什么特点?

生生互动,师生互动后,概括如下:点击幻灯片,全方位学习小结角速度的概念 1.角速度:

定义:质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt 的比值叫做角速度。大小:ω=Δθ/Δt 单位:rad/s 物理意义:描述半径扫过角度的快慢。

2.匀速圆周运动是角速度不变的运动

问题:除了以上两种方法,还可以怎么描述匀速圆周运动转动的快慢? 看动画,讨论,得出方案:

即比较物体转过一圈所用时间的多少或比较物体在一段时间内转过的圈数,看动画,学习周期和转速的概念。周期与转速 1.周期:

定义:做匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间。

大小:T=2πr/v=2π/ω

单位:秒(s)

2.转速:n

定义:单位时间内转过的圈数叫转速

单位:转/ 秒(r/s)、转/分(r/min)

线速度与角速度的关系

看动画,思考与讨论:

观察电风扇转动,定性比较扇叶上A,B,C,D,E各点的线速度、角速度的大小。

用数学方法推导圆周运动的线速度和角速度有定量什么关系?v = rω

设物体做半径为r的匀速圆周运动,在Δt内通过的弧长为Δl,半径转过的角度为Δθ

由数学知识得Δl = rΔθ

v=Δl/Δt=rΔθ/Δt= rω

关于V=ωr的讨论:

当r一定时,V与ω成正比

当V一定时,ω与r成反比

当ω一定时,V与r成正比

小结:线速度、角速度与周期的关系,(点击幻灯片)

线速度与周期的关系:v=Δl/Δt=2πr/T

角速度与周期的关系:ω=Δθ/Δt=2π/T

线速度与角速度的关系:v = rω

观看动画,分析讨论,得出结论:两个重要的结论

同一传动各轮边缘的线速度大小相等

同轴各点的角速度相等

本课小结及板书设计:

§5.圆周运动

1.圆周运动:轨迹是圆周的运动

2.描述圆周运动快慢的物理量

(1)线速度:v=Δl/Δt

单位:m/s 方向:沿圆周上该点的切线方向。

物理意义:描述通过弧长的快慢。

匀速圆周运动:

质点沿圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。

(2)角速度:ω=Δθ/Δt

单位:rad/s

物理意义:描述半径扫过角度的快慢。

(3)周期:T=2πr/v=2π/ω

单位:秒(s)

(4)转速:n

单位:转/ 秒(r/s)、转/分(r/min)

3.线速度、角速度、周期的关系:

v=Δl /Δt=2πr/T

ω=Δθ/Δt=2π/T

v = rω

4.两个重要关系:

(1)同一传动各轮边缘的线速度大小相等

(2)同轴各点的角速度相等

思考:A、B、C三点那些点角速度相等,哪些点线速度大小相等?若A、B、C所在轮的半径之比为2:1:4,求A、B、C三点的线速度、角速度、周期、转速之比。

1:1:4 1:2:2 2:1:1 1:2:2

研究性学习:如何估算你骑自行车的正常速度?

(1)要测量哪些物理量?

(2)写出自行车正常行驶的速度与测量量之间的关系(3)估算正常行驶的速度 作业:课本 问题与练习

第二篇:高一物理下学期必修二圆周运动教学设计说课稿教案

4.圆周运动

一、教材分析

《圆周运动》是物理必修2第五章直线运动的第4节,在《普通高中物理课程标准》 中匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度为一级。要求学生必须知道什么是匀速圆周运动,会描述匀速圆周运动。会用角速度、线速度、周期等物理量描述这种特殊的圆周运动。圆周运动是建立在学习了曲线运动及其性质的基础之上的一种特殊的曲线运动。同时在本节课中引入的线速度、角速度、转速和周期的概念,这些概念的学习是本章的重点,也是后面几节向心加速度、向心力学习的基础。本节课的概念比较多,内容相对其它节而言比较单调,应通过举一些实例引起学生注意力,启发学生思考、总结,认识现象从而理解概念。它既是学习曲线运动的延伸,又为以后学习万有引力定律和天体运动打下了知识基础,具有承前启后的关键作用。

二、学情分析

学生在前面的学习过程中已掌握了有关曲线运动的相关知识,已经具备了一定的知识积累和生活阅历,再加上在数学上对圆的认识,学生已经初步具备了研究圆周运动问题基本能力,就知识本身而言,本节课的知识对学生来讲不是困难。

三、设计理念

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。

四、目标分析 【知识与技能】

知道什么是匀速圆周运动以及学会描述圆周运动的各物理量及其关系;培养学生观察生活、亲身体验、分析问题、解决问题的能力; 【过程与方法】

学生能通过对生活事例的分析得出匀速圆周运动的定义;通过亲身体验、主动探索寻找解决问题的思维和方法。

【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。

五、教学的重点与难点:

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。

难点: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;理解线速度、角速度的物理意义。

六、学法和教法 教法:

图示法 利用图片、影片等使本节内容更加形象直观简洁的展现给学生。问题发现法 通过设问的方式激发学生的探究动力 情景教学法 通过创设生活情景培养学生的学习兴趣 活动体验法 通过学生的亲身体验获得感性认识 学法:

亲身体验、独立思考、分组讨论、主动探索的自主合作探究学习方法 在整个教学活动中始终体现教师主导,学生主体的教育理念

七、具体教学过程 【教学器材】

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

分组实验:三人一组,其中两个同学分别用简单的道具在白纸上画圆,比较画的快慢。通过学生的亲身体验很容易得到在相同时间内画的弧长长的运动的快,体会如何描述圆周运动快慢。

演示: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△l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=

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=,方向:在圆周各点的切线方向)。(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: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

分组实验:让两名同学画圆,使用长短不一的绳子,通过画圆,让学生思考观察谁画的快,这时很可能出现争议,有的会认为半径大的运动的快,有的认为半径小的转动的快。通过学生的讨论就不难发现描述圆周运动的快慢仅仅用线速度是不全面的,要想全面的描述圆周运动的快慢,角速度这个概念就呼之欲出了。从而再通过学生的讨论分析得到角速度的定义。在这里注意要组织引导学生正确理解角速度的单位。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; 2.角速度等于半径转过的角度和所用时间t的比值;(ω=)3.角速度的单位是rad/s.结合数学知识,交流讨论角速度的单位.说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度ω是恒定的.4.周期、频率和转速

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?

分组实验:四名学生以我为圆心做圆周运动,四名学生始终并列,这时里圈同学走动不急不慢,而外圈同学则要小跑。通过学生的活动,不难发现在角速度相同的情况下,半径越大的线速度也越大。定性的得到了线速度、角速度与半径的关系。接下来让学生利用所学知识推导线速度、角速度与半径的关系。分析:一物体做半径为r的匀速圆周运动,问:

1.它运动一周所用的时间叫周期,用T表示,它在周期T内转过的弧长为2πr.由此可知它的线速度为2r。T2。T2.一个周期T内转过的角度为2π,物体的角速度为通过思考总结得到:

2rTv=ωr 2Tv讨论v=ω·r

(1)当v一定时,ω与r成反比(2)当ω一定时,v与r成正比(3)当r一定时,v与ω成正比 思考:物体做匀速圆周运动时,v、ω、T是否改变?(ω、T不变,v大小不变、方向改变)例2 如图所示皮带传动装置,主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮,O2上的轮半径为r′,已知R=2r,r′=2R,设皮带不打滑。3

问:ωA:ωB=? ωB:ωC=? vA:vB=? vA:vC=? 解答:因为A、B同轴,故ωA:ωB=1∶1

因B与C用皮带传动,所以 vB:vC=1∶1 vB=ωBR vC=ωCr′

vB2RBvr'123RB CvCvCR2R3r'1BRvAAr111vAAr1 2.2vBBR122vCCr'CR23课堂训练 一汽车发动机的曲轴每分钟转2400周,求:(1)曲轴转动的周期与角速度;(2)距转轴r=0.2 m点的线速度.解:(1)由于曲轴每秒钟转的角速度ω=

24001s;而每转一周为2π rad,因此曲轴转动周,周期T=

60402rad/s=251 rad/s.1/40(2)已知r=0.2 m,因此这一点的线速度 v=ωr =251×0.2 m/s=50.2 m/s.以上可知匀速转动物体的角速度与周期之间的关系是ω=课堂小结

本节课通过描述做匀速圆周运动物体的快慢问题,引入了匀速圆周运动的线速度与角速度及周期、频率、转速等概念,最后推导出线速度、角速度、周期间的关系.匀速圆周运动的实质是匀速率圆周运动,它是一种变速运动.描述匀速圆周运动快慢的物理量:

2.T 线速度:v= 角速度:ω=

 t周期与频率:f=12r2=n 相互关系:v= ω= v=rω

TTT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=(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(2)公式:ω= 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 v=rω ω=2 T活动与探究

主题:测量调级电风扇叶片的角速度和线速度.过程:小组合作,调节电风扇的调速开关,分别测定电风扇叶片转动的角速度和线速度.首先制定测量方案,包括选取的工具、测量的步骤及测量数据、注意事项等;小组讨论方案的可行性;实验进行,得出数据,合作讨论交流;写出报告.

第三篇:圆周运动教案_物理_教学设计_人教版

圆周运动

王广范 陕西省宝鸡中学 721913

【教材版本】人民教育出版社 物理 必修2 【设计理念】充分发挥学生学习的自主性,引导学生主动发现问题,分析信息,主动建构良好的认知结构,培养创新精神。本节中线速度,角速度的引入是一个难点内容,为了突破难点,只有学生主动参与探究的全过程,成为学习的主体,才能激发学生的求知欲望,加深对知识的理解。在探究过程中,教师要引导学生从生活实际中发现问题,使学生产生探究的动机,从而提出问题,解决问题,体验问题。整个教学过程中,教师是一个引导者和参与者,组织者和帮助者,学生是学习的主人,课堂上教师要组织引导学生交流讨论,充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。【教材分析】

1.知识结构分析 教材首先定义什么叫圆周运动,接着列举日常生活中的圆周运动,让学生去体会和感悟圆周运动;经历观察与思考后,从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度概念,最后推导出线速度、角速度间的关系。2.知识发生发展过程分析 先通过几个实例的引入,使学生回顾常见圆周运动。为了突破线速度,角速度引入难点,通过创设情景从实例出发,分析如何描述圆周运动的快慢,得出时间,弧长,角度等物理量的作用,这种由简单到复杂,由特殊到一般的思维方法,使学生更容易学习和理解,培养学生严谨的科学态度和科学的推理能力。3.知识学习意义分析

通过本节学习,在知识上,掌握线速度,角速度的概念,可以为下节课《向心加速度》的学习打下基础,从而方便地得出向心加速度的公式;在方法上,领悟到描述快慢的常用方法,并通过公式的推导,进一步理解物理量间的关系。4.教学建议与学法指导说明

教学设计通过几个实例的引入,进一步认识圆周运动。为理解线速度,角速度创设情景这种由实践到理论,由简单到复杂,由特殊到一般的思维方法,使学生更容易学习和理解,高中阶段是培养学生实验探究能力和抽象思维能力的重要时期,通过学生对实例的分析和自主进行公式推导,使学生经历探索,感受科学探究的方法。本次课的探索过程仅仅是众多探索中的一次,经常使学生经历这样的过程,感受过程中的方法,将实现培养学生科学探究能力,提高科学素养的目的。【学情分析】

1.原有认知发展分析 初中物理教学是以直观教学为主,而高中物理主要是以实验推理为主。高一学生逻辑推理能力和抽象思维能力不是很强,不注重对知识内涵的研究,通常是记住一些相关的公式和规律,以为在考试中会用来解题就行了。另一方面,高一学生的思维非常活跃,可塑性强,容易受老师教学思路的影响形成思维定势,如果教师教法得当,学生容易形成科学的思维方法。所以,在教学中,同样要遵循从感性到理性的认识规律,抓住学生的心理特点进行教学设计。

学生的学习过程是学生原有认知结构中的有关知识和新学内容相互作用形成新的认知结构的过程。物理认知结构就是学生头脑里的物理知识按自己理解的深度和广度,结合自己的感觉、知觉、记忆思维、联想等认知特点,组合成一个具有内部规律的整体结构。2.原有知识结构分析

通过机械运动,曲线运动前几节的学习,学生已经掌握了速度来描述运动的快慢和曲线运动的一般规律,知道物体做曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向。分析学生已掌握的知识结构后,结合下一节课的教材结构特点,制定更有效的突破难点的策略。3.非认知因素分析

新教材除了要落实知识外,更重视知识的探究过程,从中体会科学方法与物理思想。本节自主探究出圆周运动的线速度,角速度大小的表达式,以及之间,相互联系.方法是用类比分析。【教学目标】 1.知识与技能

(1)了解物体做圆周运动的特征

(2)理解线速度的概念,知道它是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量。理解描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量还有角速度,会用它们的公式进行计算。

(3)理解线速度、角速度之间的关系:vr 2.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,通过课堂演示实验的观察,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L物理量:线速度大v、角速度大小:周期T、转速n等。

tt2r2(3)探究线速度与周期之间的关系v,结合,导出vr

TT3.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,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。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。

(2)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。【重点难点】

1.教学重点:线速度、角速度、周期的概念以及它们之间的联系。2.教学难点:理解线速度、角速度物理意义。【教学环境】

1.学生可能获得的学习环境:投影仪——投影学生所做推理,结论 2.可用的多媒体课件:演示圆周运动的实例课件 【教学方法】

启发、探究、推理、讨论和交流,还课堂给学生,充分发挥学生的主体作用,教师通过物理问题启发、引导学生探究方向、把握探究时间、评价并板书探究结果。

【教学思路】

本节课的设计流程为:创设情境→提出问题→探索研究→数学推理→得出结论。

高一学生逻辑推理能力和抽象思维能力不是很强,在教学中,要遵循从感性到理性的认识规律,抓住学生的心理特点进行教学设计。学生的学习过程是学生原有认知结构中的有关知识和新学内容相互作用形成新的认知结构的过程。为了突破重点,难点,教学中应该循序渐进引导学生思考,逐步体会渗透科学的思维方法,课堂上教师要组织引导学生交流讨论,充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养只有学生主动参与探究的全过程,成为学习的主体,才能激发学生的求知欲望,加深对知识的理解。

【教学过程】

(一)引入新课

直接引入新课 ,学习常见的曲线运动――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:学生举例。

教师活动:演示圆周运动的实例课件,提出问题:

做圆周运动的物体,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,选出代表提出见解。

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――线速度的学习上来。

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?

学生活动:(1)阅读教材“线速度”部分

(2)归纳知识点(3)交流讨论

师生互动:投影知识点总结

(1)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.(2)定义:质点做圆周运动通过的弧长ΔL和所用时间Δt的比值叫做线速度。(比值定义法)

L(3)大小:v 单位:m/s(L是弧长,非位移)

t(4)当选取的时间Δt很小很小时(趋近零),弧长ΔL就等于物体在Δt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。(极限的思想)

(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? 学生活动:(1)阅读教材“角速度”部分

(2)归纳知识点(3)交流讨论

师生互动:投影知识点总结

(1)物理意义:描述质点转过的圆心角的快慢.(2)定义:在匀速圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过Δθ的角度跟所用时间Δt的比值,就是质点运动的角速度;

(3)定义式:

t3、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]提出问题

(1)怎样度量圆心角的大小?数学中用弧度这个单位,知道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:阅读教材,完成对角速度单位的学习。师生互动:投影知识点总结

(1)圆心角θ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.(2)国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒(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。师生讨论:

(一)填空

1.做匀速圆周运动的物体线速度的________不变,_________时刻在变,所以线速度是________(填恒量或变量),所以匀速圆周运动中,匀速的含义是_____________________________________。

2.对于做匀速圆周运动的物体,哪些物理量是一定的?

(二)某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1:d2:d3=1:2:3,求 A:秒针、分针、时针尖端的线速度之比 B:秒针、分针、时针转动的角速度之比。

(三)课堂总结

学生活动:认真总结概括本节内容,回顾这节课,体会学习方法。课后讨论完成课本“问题与练习”中的问题。

第四篇:高一物理必修2第二单元优秀教学设计 :《圆周运动》优秀教学设计

高一物理必修2第二单元优秀教学设计 :《圆周运动》优秀教学设计

教材分析

1.教材明确引入了平均和瞬时线速度和角速度的概念,线速度与角速度的关系也不和以往那样仅限于匀速圆周运动。

2.转速也是归类于研究一般的圆周运动的概念,只有周期这一概念才在匀速圆周运动中提出的,比较严谨,规范。

3.关于匀速圆周运动,原教材是先学习向心力,再学习向心加速度;新教材是先学习向心加速度,再学习向心力。更符合学生的认知规律。

4.《圆周运动》是这一章教学的重点,也是学习《向心力向心加速度》这一知识的前提,在这一节中,更能突出速度的矢量性。

5.教材通过实例,先介绍了什么是圆周运动,教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况,匀速圆周运动,接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念,这是本节的重点。

6.角速度的概念学生初次接触,应使学生有确切理解。公式中的就应当用弧度做单位来表示,这一点要提示学生注意,这对得出公式是十分重要的。

7.教材介绍了转速的概念,应该要求学生能独立地由转速(单位符号r/min)得到周期(单位符号为s)或角速度(单位符号为rad/s)。

8.应该让学生真正理解,匀速圆周运动的线速度虽然大小不变,但方向时刻在变化,因此,匀速圆周运动是变速运动。

9.这一节概念较多,要通过实验和列举实例(包括播放有关视频),引导和启发学生思考、讨论、认识现象,建立概念。

学情分析

圆周运动是学生在充分掌握了曲线运动的规律后,接触到的一个较为复杂的曲线运动,本节内容作为该部分的起始章节,主要向学生介绍圆周运动的几个基本概念,为后继的学习打下一个良好的基础。圆周运动是曲线运动的一种特殊情况,生活中随处可见,在学习过程中,只要注意观察和实验,并结合实际经验,很好的理解和掌握圆周运动、匀速圆周运动的概念,重点理解和掌握线速度v、角速度、同期T和转速n的意义及相互关系。明确线速度和角速度是从不同的角度来描述圆周运动的快慢,线速度描述质点沿圆弧运动的快慢,角速度描述质点绕圆心转动的快慢。

教学方法分析及建议

1.在教学中,首先应该让学生了解做圆周运动的物体的共性和个性。展示一些物体的圆周运动情景,例如,唱片上某点的运动、电风扇叶片上某点的转动、竖直面内小球的圆周运动等等,要求学生观察物体运动的轨迹形状以及物体运动的快慢是否变化。

2.通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料,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。

3.学习线速度的概念,可以根据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生认识弧长与时间的值保持不变的特点,进而引出线速度的大小与方向。应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

4.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,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t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。

5.在课堂中采用实验演示、多媒体、电脑动画模拟辅助手段,帮助学生建立形象直观的认识,降低难度。结合课件引导学生认识到线速度、角速度和周期间的关系这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同,但它们之间是有联系的,并引导学生理解它们之间的关系。

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第五篇:高二物理必修二功率教学设计

7.3《功率》教学设计

【教学目标】 ㈠知识与技能

1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义

2、P=W/t,P=Fv的运用 ㈡过程与方法

1、P=W/t通常指平均功率,Δt→0为瞬时功率

2、P=Fv ㈢情感、态度与价值观

感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科学的价值观。【教学重点】

理解功率的概念,并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。【教学难点】

正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。

【教学方法】教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。【教学工具】投影仪、投影片、录相资料、课件。【教学过程】 ㈠、新课导入 思考与讨论1 一台起重机甲在60s内把1吨的货物匀速提到预定的高度。另一台起重机乙在30s内把1吨的货物匀速提到相同的高度。

1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系?

2、这两个起重机做功的快慢有什么关系?

3、你是怎么比较它们做功快慢的? 思考与讨论2 起重机甲在30s内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。

1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系?

2、这两个起重机做功的快慢有什么关系?

3、你是怎么比较它们做功快慢的? 预测学生可能有以下认识:

1、选择相同时间,比较做功多少,做功多的,做功就快;

2、选择做相同的功,比较做功的时间长短,时间长的,做功就慢;

3、类比“速度”的定义方法,用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”;

(对学生提出结论可能有问题或不完整,教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法,体会比值法定义功率概念。)㈡、新课推进

一、功率的含义

1.物理意义:表示物体做功快慢的物理量。(板书)2.定义:功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。(板书)3.定义式:P=W/t(板书)

4.功率是标量(板书)5单位:(板书)教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。

国际单位:瓦特(w),常用单位:千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s)(板书)

W→功→单位:焦耳(J)

t→做功所用时间→单位:秒(s)换算关系:1kw = 1000w1w=1J/s(板书)例1:一个质量是1.0kg的物体,从地面上方20m高处开始做自由落体运动,求第1s和第2s重力对物体做功的功率各是多大?这2s时间内重力对物体做功的功率是多大?

二、功率P与力F、速度v的关系(板书)1.功率与力、速度的关系推导(板书)问题

一个物体在F的作用下,在时间t内

发生的位移为

L,已知作用力F的方向和位移方向相同,求:1)力F所做的功:)力F的功率 : 2.公式:P=Fv(F与位移s或v同方向)(板书)即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上的作用力。

分析讨论:由v=s/t求出的是物体在时间t内的平均速度,代入公式P=Fv求出的功率是F在时间t内的平均功率;如果t取得足够小,则v表示瞬时速度,此时由P=Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时,求得的功率就是平均功率,v为瞬时速度时,求得的功率就是瞬时功率。

总结:v是平均速度,P是平均功率(F为恒力,且F与 同向)(板书)v是瞬时速度,P是瞬时功率(板书)说明:让学生通过思考自己身边所熟悉的问题,认识额定功率和实际功率的概念以及概念的意义。

教师:你对“额定功率和实际功率以及平均功率和瞬时功率”是怎样理解的?

①额定功率:指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。

额定功率是动力机械重要的性能指标,一个动力机械的额定功率是一定的,机器不一定都在额定功率下工作。②实际功率:机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。实际功率可以小于额定功率,可以等于其额定功率(称满负荷运行),但不能大于额定功率,否则容易将机械损坏。机车启动过程中,发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。③平均功率:物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。通常用定义式P=W/t描述,只有当物体匀速运动时,才等于瞬时功率。

④瞬时功率:物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。通常用P=Fv表示,必须注意F、v与P的同时性。

教师:(课件展示)⑴当牵引力F一定时,功率P和速度v之间有什么关系? ⑵当速度v一定时,牵引力F和功率P之间关系如何?

⑶当输出功率P一定时,牵引力F和速度v之间有什么关系?根据公式P =Fv可知,物体的运动速度v与牵引力F成反比,如果汽车需要较大的牵引力,就必须减小运动速度。课件展示

3.推广式:P=Fvcosα

(α为力F与瞬时速度v方向间的夹角)练习题:

1.关于功率,下列说法中正确的是()A、功率是说明做功多少的物理量

B、功率是说明力做功快慢的物理量 C、做功时间越长,功率一定小 D、力做功越多,功率一定大

2.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体,第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离,第二次使此物体沿粗糙水平也前进s距离,若先后两次拉力做的功为W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,则()A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2 C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P2

3.从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体物体在空中运动3s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地时,重力的瞬时功率为()

A.400W

B.300W

C.500W

D.700W ㈢、本课小结

先让学生总结,教师后补充,用实物投影的形式显示本节课的内容和方法。通过本节课的学习,我们知道了以下几个问题: 1.功率是表示物体做功快慢的物理量 2.功率的单位有 W、KW、1KW=1000W 3.功率的求解公式有:P=W/t,P=Fv其中P=W/t和P=Fv可用来求解平均功率,而P=Fv也可用来求解瞬时功率。㈣、布置作业

1.质量为m的物体自高处自由落下,时间t内重力的平均功率为,t秒末重力的瞬时功率为。2.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比。如果飞机以速度v匀速飞行时其发动机的功率为P,则飞机以2v的速度匀速飞行时其发动机的功率为。

3.跳绳是一种健身运动,设某运动员的质量是50kg,他1分钟跳180次,假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少瓦?(g取10m/s2)

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