高中物理圓周運動優(yōu)秀教案及教學設計

1、高中物理圓周運動優(yōu)秀教案及教學設計導語：教科書在列舉了生活中了一些圓周運動情景后，通過觀察自行車大齒輪、小齒輪、后輪的關聯轉動，提出了描述圓周運動的物體運動快慢的問題。你知道生活中還有哪些圓周運動呢？以下是品才整理的，歡迎閱讀參考！一、教材分析勻速圓周運動為高中物理必修2第五章第5節(jié).它是學生在充分掌握了曲線運動的規(guī)律和曲線運動問題的處理方法后，接觸到的又一個美麗的曲線運動，本節(jié)內容作為該章節(jié)的重要部分，主要要向學生介紹描述圓周運動的幾個基本概念，為后繼的學習打下一個良好的基礎。人教版教材有一個的特點就是以實驗事實為基礎，讓學生得出感性認識，再通過理論分析總結出規(guī)律，從而形成理性認識。教科書在

2、列舉了生活中了一些圓周運動情景后，通過觀察自行車大齒輪、小齒輪、后輪的關聯轉動，提出了描述圓周運動的物體運動快慢的問題。二、教學目標1.知識與技能知道什么是圓周運動、什么是勻速圓周運動。理解線速度的概念;理解角速度和周期的概念，會用它們的公式進行計算。理解線速度、角速度、周期之間的關系：v=r=2r/t。理解勻速圓周運動是變速運動。能夠用勻速圓周運動的有關公式分析和解決具體情景中的問題。2.過程與方法運用極限思維理解線速度的瞬時性和矢量性.掌握運用圓周運動的特點去分析有關問題。體會有了線速度后，為什么還要引入角速度.運用數學知識推導角速度的單位。3.情感、態(tài)度與價值觀通過極限思想和數學知識的應

3、用，體會學科知識間的聯系，建立普遍聯系的觀點。體會應用知識的樂趣，感受物理就在身邊，激發(fā)學生學習的興趣。進行愛的教育。在與學生的交流中，表達關愛和賞識，如微笑著對學生說“非常好!”“你們真棒!”“分析得對!”讓學生得到肯定和鼓勵，心情愉快地學習。三、教學重點、難點1.重點理解線速度、角速度、周期的概念及引入的過程;掌握它們之間的聯系。2.難點理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性;理解勻速圓周運動是變速運動。四、學情分析學生已有的知識：1.瞬時速度的概念2.初步的極限思想3.思考、討論的習慣4.數學課中對角度大小的表示方法五、教學方法與手段演示實驗、展示圖片、觀看視頻、動畫;討論、講授

4、、推理、概括師生互動，生生互動。六、教學設計(一)導入新課(認識圓周運動)通過演示實驗、展示圖片、觀看視頻、動畫，讓學生認識圓周運動的特點。演示小球在水平面內圓周運動展示自行車、鐘表、電風扇等圖片觀看地球繞太陽運動的動畫觀看花樣滑冰視頻提出問題：它們的運動有什么共同點?答：它們的軌跡是一個圓.師：對，這就是我們今天要研究的圓周運動觀看動畫，思考問題：這兩個球勻速圓周運動有什么不同?答：快慢不同提出問題：如何描述物體做圓周運動的快慢?學生動手，分組實踐，觀察自行車的傳動裝置，思考與討論：自行車的大齒輪，小齒輪，后輪中的質點都在做圓周運動。比較哪些點運動得更快些?說說你比較的理由。討論后，展示自行

5、車傳動裝置圖片(或視頻)，進一步提問：如何比較物體圓周運動快慢?師生共同分析，小結可能的比較方法：方案1：比較物體在一段時間內通過的圓弧長短方案2：比較物體在一段時間內半徑轉過的角度大小方案3：比較物體轉過一圈所用時間的多少方案4：比較物體在一段時間內轉過的圈數注意：在與學生交流時表達鼓勵和賞識：如“非常好!”、“你(們)真棒!”、“說得對!”等。(二)新課教學描述圓周運動快慢的物理量線速度學生閱讀課文有關內容，思考并討論以下問題：1.線速度是怎么定義的?單位是什么?2.線速度的方向怎樣?請說出圓周運動的速度方向是怎么確定的。3.物體勻速圓周運動的線速度有什么特點?4.為什么說勻速圓周運動是一

6、種變速運動?這里的“勻速”是指什么不變?生生互動，師生互動后，概括如下：點擊幻燈片，全方位學習小結線速度的概念;并通過砂輪切割的視頻，讓學生感受圓周運動的速度方向。如下：線速度：定義：質點做圓周運動通過的弧長 l 和所用時間 t 的比值叫做線速度。大?。簐=l/t (分析：當t很小時，v即圓周各點的瞬時速度。)單位：m/s 方向：沿圓周上該點的切線方向(看砂輪工作視頻)。物理意義：描述通過弧長的快慢。勻速圓周運動：質點沿圓周運動，并且線速度的大小處處相等，這種運動叫做勻速圓周運動?？磩赢?，學習勻速圓周運動的概念：質點沿圓周運動，并且線速度的大小處處相等，這種運動叫做勻速圓周運動。(請學生再舉幾

7、個生活中的圓周運動的實例)關于勻速圓周運動的問題討論：1.勻速圓周運動的線速度是不變的嗎?此處的“勻速”是指速度不變嗎?2.勻速圓周運動是勻速運動嗎?注意：在與學生交流時表達鼓勵和賞識：如“很好!”“你(們)真了不起!”等。討論后，小結如下：勻速圓周運動是變速運動!(線速度的方向時刻改變)“勻速”指速率不變勻速圓周運動是線速度大小不變的運動!角速度看圖片，回答問題：(轉向角速度學習)觀察自行車的傳動裝置，分析p點和n點，m點和n點哪點運動得更快些?哪點轉動得更快些?請同學們討論一下!通過討論，同學們發(fā)現，原來，質點運動得快與轉動得快不是一回事!有必要引入一個表示轉動快慢的物理量角速度(轉入角速

8、度學習)注意：在與學生交流時表達鼓勵和賞識：如“分析得好!”“不錯!”等。下面我們研究描述勻速圓周運動轉動快慢的物理量角速度學生閱讀課文有關內容p14-15，思考以下問題：角速度是怎么定義的?1.角度的單位是什么?它和通常意義上的單位有何不同?2.角度的大小是怎么表示的?，45，60，90，180，360，用弧度作單位該怎么表示?4.角速度的單位是什么?計算帶單位時為什么應寫為s-1?5.勻速圓周運動的角速度有什么特點?生生互動，師生互動后，概括如下：點擊幻燈片，全方位學習小結角速度的概念1.角速度：定義：質點所在的半徑轉過圓心角和所用時間t 的比值叫做角速度。大小：=/t單位：rad/s物理

9、意義：描述半徑掃過角度的快慢。2.勻速圓周運動是角速度不變的運動問題：除了以上兩種方法，還可以怎么描述勻速圓周運動轉動的快慢?看動畫，討論，得出方案：即比較物體轉過一圈所用時間的多少或比較物體在一段時間內轉過的圈數。看動畫，學習周期和轉速的概念。周期與轉速1.周期：定義：做勻速圓周運動的物體，轉過一周所用的時間。大?。簍=2r/v=2/單位：秒(s)2.轉速：n定義：單位時間內轉過的圈數叫轉速單位：轉/ 秒(r/s)、轉/分(r/min)線速度與角速度的關系看動畫，思考與討論：觀察電風扇轉動，定性比較扇葉上a,b,c,d，e各點的線速度、角速度的大小。用數學方法推導圓周運動的線速度和角速度有定

10、量什么關系?v = r設物體做半徑為r的勻速圓周運動，在t內通過的弧長為l ，半徑轉過的角度為由數學知識得l = rv=l/t=r/t= r關于v=r的討論：當r一定時，v與成正比當v一定時，與r成反比當一定時，v與r成正比小結：線速度、角速度與周期的關系，(點擊幻燈片)線速度與周期的關系：v=l/t=2r/t角速度與周期的關系：=/t=2/t線速度與角速度的關系：v = r觀看動畫，分析討論，得出結論：兩個重要的結論同一傳動各輪邊緣的線速度大小相等同軸各點的角速度相等本課小結及板書設計：5.圓周運動1.圓周運動：軌跡是圓周的運動2.描述圓周運動快慢的物理量(1)線速度：v=l/t單位：m/s

11、 方向：沿圓周上該點的切線方向。物理意義：描述通過弧長的快慢。勻速圓周運動：質點沿圓周運動，并且線速度的大小處處相等，這種運動叫做勻速圓周運動。(2)角速度：=/t單位：rad/s物理意義：描述半徑掃過角度的快慢。(3)周期：t=2r/v=2/單位：秒(s)(4)轉速：n單位：轉/ 秒(r/s)、轉/分(r/min)3.線速度、角速度、周期的關系：v=l /t=2r/t=/t=2/tv = r4.兩個重要關系：(1)同一傳動各輪邊緣的線速度大小相等(2)同軸各點的角速度相等思考：a、b、c三點那些點角速度相等，哪些點線速度大小相等?若a、b、c所在輪的半徑之比為2：1：4，求a、b、c三點的線

12、速度、角速度、周期、轉速之比。1：1：41：2：22：1：11：2：2研究性學習：如何估算你騎自行車的正常速度?(1)要測量哪些物理量?(2)寫出自行車正常行駛的速度與測量量之間的關系(3)估算正常行駛的速度作業(yè)：課本 問題與練習課題圓周運動課時1課時教材分析1教材明確引入了平均和瞬時線速度和角速度的概念，線速度與角速度的關系也不和以往那樣僅限于勻速圓周運動。2“轉速”也是歸類于研究一般的圓周運動的概念，只有“周期”這一概念才在勻速圓周運動中提出的，比較嚴謹，規(guī)范。3關于勻速圓周運動，原教材是先學習向心力，再學習向心加速度；新教材是先學習向心加速度，再學習向心力。更符合學生的認知規(guī)律。4圓周運

13、動是這一章教學的重點，也是學習向心力向心加速度這一知識的前提，在這一節(jié)中，更能突出速度的矢量性。5教材通過實例，先介紹了什么是圓周運動，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，這是本節(jié)的重點。6角速度的概念學生初次接觸，應使學生有確切理解。公式中的就應當用弧度做單位來表示，這一點要提示學生注意，這對得出公式是十分重要的。7教材介紹了轉速的概念，應該要求學生能獨立地由轉速(單位符號r/min)得到周期(單位符號為s)或角速度(單位符號為rad/s)。8應該讓學生真正理解，勻速圓周運動的線速度雖然

14、大小不變，但方向時刻在變化，因此，勻速圓周運動是變速運動。9這一節(jié)概念較多，要通過實驗和列舉實例(包括播放有關視頻)，引導和啟發(fā)學生思考、討論、認識現象，建立概念。學情分析圓周運動是學生在充分掌握了曲線運動的規(guī)律后，接觸到的一個較為復雜的曲線運動，本節(jié)內容作為該部分的起始章節(jié)，主要向學生介紹圓周運動的幾個基本概念，為后繼的學習打下一個良好的基礎。圓周運動是曲線運動的一種特殊情況，生活中隨處可見，在學習過程中，只要注意觀察和實驗，并結合實際經驗，很好的理解和掌握圓周運動、勻速圓周運動的概念，重點理解和掌握線速度v、角速度、同期t和轉速n的意義及相互關系。明確線速度和角速度是從不同的角度來描述圓周

15、運動的快慢，線速度描述質點沿圓弧運動的快慢，角速度描述質點繞圓心轉動的快慢。教學方法分析及建議1在教學中，首先應該讓學生了解做圓周運動的物體的共性和個性。展示一些物體的圓周運動情景，例如，唱片上某點的運動、電風扇葉片上某點的轉動、豎直面內小球的圓周運動等等，要求學生觀察物體運動的軌跡形狀以及物體運動的快慢是否變化。2通過生活實例或多媒體資料，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。3學習線速度的概念，可以根據勻速圓周運動的概念引導學生認識弧長與時間的值保持不變的特點，進而引出線速度的大小與方向。應向學生指出線速度就是物體做勻速圓周運動的瞬

16、時速度。4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，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。5在課堂中采用實驗演示、多媒體、電腦動畫模擬輔助手段，幫助學生建立形象

17、直觀的認識，降低難度。結合課件引導學生認識到“線速度、角速度和周期間的關系”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，并引導學生理解它們之間的關系。新課標要求知識與技能1理解線速度的概念，知道它就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度、理解角速度和周期的概念，會用它們的公式進行計算。2理解線速度、角速度、周期之間的關系：v=r=2rt3理解勻速圓周運動是變速運動。過程與方法1聯系學生日常生活中所觀察到的各種圓周運動的實例，找出共同特征。2通過課堂演示實驗的觀察，引導學生歸納總結描述物體做圓周運動快慢的方法，進而引出描述物體做圓周運動快慢的物理量：線速度大小，角速度大小，周期t、

18、轉速n等。3運用數學知識推導角速度的單位4探究線速度與周期之間的關系，結合，導出。5運用極限法理解線速度的瞬時性。情感態(tài)度與價值觀1經歷觀察、分析總結、及探究等學習活動，培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度。2通過極限思想和數學知識的應用，體會學科知識間的聯系，建立普遍聯系的觀點。3通過親身感悟，使學生獲得對描述圓周運動快慢的物理量以及它們相互關系的感性認識。4體會應用知識的樂趣。本節(jié)要點1什么是圓周運動？2什么是勻速圓周運動？3怎樣描述圓周運動的快慢？4v、t、之間的關系？教學重難點分析重點線速度、角速度的概念以及它們之間的聯系線速度、角速度、周期概念的理解，及其相互關系的理解和應用，勻

19、速圓周運動的特點。難點理解線速度、角速度的物理意義和勻速圓周運動是變速曲線運動的理解。突破重難點的方法本節(jié)學習的一些物理量較抽象，教學中應聯系各種日常生活中常見的現象，想辦法多做演示實驗以激發(fā)學生學習積極性，把抽象的物理量具體形象化，便于學生接受。多用一些學生熟悉的、感興趣的例子說明一些較難說清的問題，如用鐘表指針針尖的運動快慢來說明為什么周期越大運動就越慢；風扇轉動時，同一葉片上各點做圓周運動，在相同的時間內轉過和角度相同而經過的弧長不同，這時僅用線速度并不能反映它們運動的快慢，從而有必要引入另一個描述圓周運動快慢的物理量角速度。教學流程設計教師活動學生活動引入新課1上節(jié)課我們學習了拋體運動

20、的規(guī)律，請同學們回憶后回答下列問題。：什么叫拋體運動？什么叫做平拋運動？平拋運動的特點和規(guī)律是什么？2這節(jié)課開始我們再來學習一類常見的曲線運動圓周運動，就是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？1回憶舊知識，認真思考，并回答：以一定的初速度被拋出，在只受重力的情況下做曲線運動叫拋體運動；初速度方向為水平方向的拋體運動叫做平拋運動；平拋運動水平和豎直兩個方向上的分運動分別是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，平拋運動的規(guī)律：x=v0t，y=gt2/2。圓周運動1引導學生列舉生活中常見的圓周運動的實例，增強學生的感性認識。電扇、風車等轉動時，上面各個點運動的

21、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。今天我們就來學習這一方面的內容。2出示一個大鐘讓學生仔細觀察分針、時針，分針、時針上的點做圓周運動，再播放視頻讓學生感知衛(wèi)星做圓周運動，而且它們在相等的時間里通過相等的弧長。3引導學生得出勻速圓周運動定義：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棗這種運動就叫勻速圓周運動。4進一步引導學生概括出質點做圓周運動和勻速圓周運動的特征。1認真聽老師講解，對要學習的內容充滿信心，分小組討論與交流后，紛紛舉例。2選出代表發(fā)言：轉動的電風扇上各點的運動，時鐘的分針和時針上的點，運動

22、的車輪上的點，地球和各個行星繞太陽的運動等等。3仔細觀察鐘和觀看視頻資料，學生感知衛(wèi)星做圓周運動，而且它們在相等的時間里通過相等的弧長。進行新課線速度1待學生舉例后，提出問題：這些作圓周運動的物體，哪些運動得更快？我們應該如何比較它們運動的快慢呢？2引導學生討論教材“思考與討論”中的問題，選出代表發(fā)表見解。3聽取學生的發(fā)言，針對學生的不同意見，引導學生過渡到對描述圓周運動快慢的物理量線速度的學習上來。4我們曾經用速度這個概念來描述物體作直線運動時的快慢，那么我們能否繼續(xù)用這個概念來描述圓周運動的快慢呢？如果能，該怎樣定義呢？5給出閱讀提綱，學生先歸納。投影閱讀提綱：線速度的物理意義線速度的定義

23、線速度的定義式線速度的瞬時性線速度的方向討論：勻速圓周運動的線速度是不變的嗎？勻速圓周運動的“勻速”同“勻速直線運動”的“勻速”一樣嗎？6然后師生互動加深學習。1思考并討論：自行車的大齒輪、小齒輪、后輪上各點運動的快慢。2在教師的啟發(fā)下分析：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。3結合閱讀提綱閱讀課本內容，和同學討論交流。4嘗試自己歸納知識點。師生互動投影知識點并點評、總結1線速度物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢，線速度是物體做勻速圓周運動的瞬時速度。2線速度定義：質點做圓周運動通過的弧長l和所用時

24、間t的比值叫做線速度。3線速度大?。簐 =。單位：m/s4當選取的時間t很小很小時，弧長l就等于物體在t時刻的位移，定義式中的v，就是直線運動中學過的瞬時速度了。5線速度方向：線速度的方向在圓周各點的切線方向上。6“勻速圓周運動”中的“勻速”指的速度的大小不變，即速率不變；而“勻速直線運動”的“勻速”指的速度不變是大小方向都不變，二者并不相同。結論：線速度是矢量，它既有大小，也有方向。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。角速度、周期和轉速及單位1展示正在運動的鐘表：鐘表的分針與秒針的末端，做圓周運動的半徑大致相同，而在相同的時間內經過的弧長不同，這時就可以用線速度比較它們

25、的快慢。2演示轉動的唱片，引導學生觀察：同一半徑上的兩個不同顏色的點：唱片轉動時，同一半徑上的兩點做圓周運動中，在相同的時間內轉過的角度相同而經過的弧長不同，這時用線速度能全面地反映它們運動的快慢嗎？3播放皮帶傳動視頻或者演示皮帶傳動實驗，引導學生觀察：皮帶傳動時，大小兩輪子邊緣在相同的時間內經過的弧長相同，即線速度大小相同。但是與此同時，兩輪轉過的角度并不相同，小輪顯然轉得快些。4引導學生思考：同一輪子半徑上不同的質點，在相同的時間內轉過的角度相同，轉動的快慢是相同的，但是經過的弧長并不相同，離圓心越遠的質點，運動越快，線速度顯然大些。怎么解決這一問題呢？5給出閱讀提綱，讓學生先歸納，然后師

26、生互動加深學習。閱讀提綱：角速度的物理意義角速度的定義角速度的大小角速度主單位6討論：有人說，勻速圓周運動是線速度不變的運動，也是角速度不變的運動，這兩種說法正確嗎？為什么？7教材中還提到了描述圓周運動快慢的兩種方法，它們是什么？單位如何？(前面“觀察與思考”已提過，所以這部分可由學生自己說出并看書完成。)1自由發(fā)言，在教師的引導得出：引入另一個描述圓周運動快慢的物理量角速度。2仔細觀察并思考問題，養(yǎng)成積極思考問題的習慣。3結合閱讀提綱認真閱讀課本內容。4閱讀結束后，自己復述老師提出的思考題。5嘗試自己歸納知識點。6和同學交流討論，彌補自己的不足之出。7閱讀教材，完成掌握周期和轉速的概念。周期

27、的物理意義：描述物體做圓周運動的快慢。周期的定義：質點沿圓周運動一周所用的時間，用符號t表示。周期的單位：s轉速物理意義：描述物體做圓周運動的快慢。轉速定義：做圓周運動的物體單位時間內轉過的圈數，用符號n表示。轉速單位：r/s或r/min。師生互動投影知識點并點評、總結1物理意義：描述質點轉過的圓心角的快慢。2定義：在勻速圓周運動中，連接運動質點和圓心的半徑轉過的角度跟所用時間t的比值，就是質點運動的角速度。3定義式：=4圓心角的大小可以用弧長和半徑的比值來描述，這個比值是沒有單位的，為了描述問題的方便，我們“給”這個比值一個單位，這就是弧度?；《炔皇峭ǔＲ饬x上的單位，計算時，不能將弧度帶到算式中。5國際單位制中，角速度的單位是弧度每秒6第一句話是錯誤的，因為線速度是矢量，勻速圓周運動是線速度大小不變的運動，后一句話是正確的，因為角速度是標量，沒有方向，因此角速度是不變的。四者的關系1既然線速度、角速度、周期和轉速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？2引導學生閱讀教材，推導出線速度和角速度的關系。3出示課本“討論與交流”，學生自己思考，然后