2.1 圓周運動(精選16篇)
2.1 圓周運動 篇1
2.1 圓周運動一、課標要求(一)知識與技能1. 了解物體做圓周運動的特征2. 理解線速度、角速度和周期的概念,知道它們是描述物體做勻速圓周運動快慢的物理量,會用它們的公式進行計算。3. 理解線速度、角速度、周期之間的關系: (二)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. 聯系各種日常生活中常見的現象,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、轉速n等。3. 探究線速度與周期之間的關系 ,結合 ,導出 。(三)情感態度與價值觀1. 經歷觀察、分析總結、及探究等學習活動,培養學生尊重客觀事實、實事求是的科學態度。2.通過親身感悟,使學生獲得對描述圓周運動快慢的物理量(線速度、角速度、周期等)以及它們相互關系的感性認識。二、教學分析教材處理①課時建議:1課時②重點: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,勻速圓周運動的特點難點:角速度概念的理解和勻速圓周運動是變速曲線運動的理解。重點難點處理意見 本節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。線速度、角速度、周期之間的關系,由學生通過自己的思考得出。聯系上一章知識,引導學生得出勻速圓周運動的速度方向時刻在改變,是一種變速曲線運動。③欄目處理意見[思考與討論](課本p44)有意識地比較含糊地說“運動得快些”,目的是在學生引出角度、弧長這樣兩種不同的表達。這樣做的目的是引導學生注意生活用語與科學術語的區別。本節安排了一些小段,專門討論數學問題──弧度。用到弧度了,數學課還沒學,其實是很膚淺的一點弧度的知識,物理課不妨講一講。物理課用到曲線方程的知識了,學生雖然學過,但不很熟練,物理課上用一用不是就熟練了嗎?數學課上用到的物理的例子也不少,這些例子也不都是學生熟悉的。新課程強調學科間的聯系,相關學科更不要分得太清。演示實驗本節學習的一些物理量是第一次接觸,學生會感到抽象,除了利用多媒體課件外,在教學中要想辦法多做演示實驗。如可用電唱機、鐘表的時針分針等來演示勻速圓周運動,其中電唱機也可用cd機的轉盤或小馬達等替代。三、教學策略
教師啟發、引導,學生歸納分析,討論、交流學習成果。四、學習環境設計學生學習指導1. 科學上建立概念的過程,是通過大量實例(現象),概括抽象出本質的內容,即由個別到一般的思維過程。2. 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,要注意觀察和實驗,結合實際經驗,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ω、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。教學資源①普通高中課程標準實驗教科書物理必修2(人民教育出版社)XX年6月第一版 四、教學工具 投影儀等多媒體教學設備 五、教學過程 (一)引入新課上節課我們學習了拋體運動的規律,這節課開始我們再來學習一類常見的曲線運動――圓周運動。 (二)進行新課 教師活動: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。 學生活動:學生紛紛舉例。選出代表發言。 教師活動: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? 引導學生討論教材“思考與討論”中的問題,選出代表發表見解。 學生活動: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。 教師活動:聽取學生的發言,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。 點評:讓學生的最大限度的發表自己的見解,教師不必急于糾正學生回答中可能出現的錯誤。要給學生創造發表見解的機會,創設問題情境,拓寬思考問題的空間。保護學生的學習積極性。 1、線速度 教師活動: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? 給出閱讀提綱,學生先歸納,然后師生互動加深學習。 [投影]閱讀提綱 (1)線速度的物理意義 (2)線速度的定義 (3)線速度的定義式 (4)線速度的瞬時性 (5)線速度的方向 (6)勻速圓周運動的“勻速”同“勻速直線運動”的“勻速”一樣嗎? 學生活動:(1)結合閱讀提綱閱讀課本內容 (2)嘗試自己歸納知識點 (3)交流討論,查缺補漏 師生互動:投影知識點并點評、總結 (1)物理意義:描述質點沿圓周運動的快慢. (2)定義:質點做圓周運動通過的弧長δl和所用時間δt的比值叫做線速度。(比值定義法) (3)大小:v = 。單位:m/s(s是弧長,非位移) (4)當選取的時間δt很小很小時(趨近零),弧長δl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)方向:在圓周各點的切線上 (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]勻速圓周運動是一種變速運動. 2、角速度 教師活動:描述圓周運動的快慢,除了用線速度外,還有沒有其它方法? 給出閱讀提綱,學生先歸納,然后師生互動加深學習。 [投影]閱讀提綱 (1)角速度的物理意義 (2)角速度的定義 (3)角速度的定義式 學生活動:(1)結合閱讀提綱閱讀課本內容 (2)嘗試自己歸納知識點 (3)交流討論,查缺補漏 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δθ的角度跟所用時間δt的比值,就是質點運動的角速度; (3)定義式:ω= 3、角速度的單位 教師活動:線速度的單位是米每秒,角速度的單位又是什么呢? [投影]閱讀提綱 (1)怎樣度量圓心角的大小?弧度這個單位是如何得到的?在計算時要注意什么? (2)國際單位制中,角速度的單位是什么? (3)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? 學生活動:結合閱讀提綱閱讀課本內容,完成對角速度單位的學習。 師生互動:投影知識點并點評、總結 (1)圓心角θ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。弧度不是通常意義上的單位,計算時,不能將弧度帶道算式中。(2)國際單位制中,角速度的單位是弧度每秒(rad/s) (3)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。 教師活動: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? 學生活動:閱讀教材,掌握轉速和周期的概念。 4、線速度跟角速度的關系 教師活動:線速度和角速度都能描述圓周運動的快慢,它們之間有何關系呢? 引導學生閱讀教材,推導出線速度和角速度的關系。 學生活動:在練習本上推導線速度和角速度的關系式。 點評:通過推導,加深對知識的學習,掌握知識間的聯系。 (三)課堂總結、點評教師活動:讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。 學生活動:認真總結概括本節內容,并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。 點評:總結課堂內容,培養學生概括總結能力。 教師要放開,讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。 (四)實例探究[例1]如圖所示的傳動裝置中,b、c兩輪固定在一起繞同一軸轉動,a、b兩輪用皮帶傳動,三輪半徑關系是ra=rc=2rb.若皮帶不打滑,求a、b、c輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比.
【解析】a、b兩輪通過皮帶傳動,皮帶不打滑,則a、b兩輪邊緣的線速度大小相等,即 va=vb或va∶vb=1∶1 ① 由v=ωr得 ωa∶ωb=rb∶ra=1∶2 ② b、c兩輪固定在一起繞同一軸轉動,則b、c兩輪的角速度相同,即 ωb=ωc或 ωb∶ωc=1∶1 ③ 由v=ωr得 vb∶vc=rb∶rc=1∶2 ④ 由②③得 ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2 由①④得 va∶vb∶vc=1∶1∶2 【說明】 解這類題時要注意抓住傳動裝置的特點:同軸傳動的是角速度相等,皮帶傳動是兩輪邊緣的線速度大小相等,再注意運用v=ωr找聯系. [例2]如圖所示,直徑為d的紙制圓筒,使它以角速度ω繞軸o勻速轉動,然后使子彈沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒旋轉不到半周時在圓筒上留下a、b兩個彈孔,已知ao、bo夾角為φ,求子彈的速度。
【解析】子彈從a穿入圓筒到從b穿出圓筒,圓筒轉過的角度為π-φ,則子彈穿過圓筒的時間為 t=(π-φ)/ω 在這段時間內子彈的位移為圓筒的直徑d,則子彈的速度為 v=d/t=ωd/(π-φ). 思考:若把原題中的“在圓筒旋轉不到半周時”去掉,子彈的速度又如何? [例3]一把雨傘,圓形傘面的半徑為r,傘面邊緣距地面的高度為h,以角速度ω旋轉這把雨傘,問傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圓的半徑r多大? 【解析】 水滴從傘面邊緣甩出去以后做平拋運動,水滴的水平速度為 v0=ωr. 水滴在空中做平拋運動的時間為 t= . 水滴做平拋運動的水平射程為 x = v0t =ω·r . 如圖所示為俯視圖,表示水滴從a點甩離傘面,落在地面上的b點;o是轉動軸(圓心),可見水滴落在地面上形成的圓的半徑為 r= . 【說明】 這是一個涉及勻速圓周運動和平拋運動的綜合性題目,正確解答該題的關鍵有三點:一是知道水滴離開傘緣時的速度方向與傘緣相切,且線速度的大小與傘緣的線速度大小相同;二是認識到水滴離開傘緣后做平拋運動;三是正確畫出示意圖,將三維空間的運動情況簡化為平面圖形.畫示意圖往往能幫助形成清晰的物理情景,若能養成畫示意圖的良好習慣,對于提高解題能力是十分有益的.
2.1 圓周運動 篇2
學習目標 1、 掌握勻速圓周運動的特點和規律
2 、 能用牛頓第二定律處理勻速圓周運動問題
重點難點
學習過程:通過例題鞏固本節內容
1.在水平路面上轉彎的汽車,向心力是【 】
a.重力和支持力 b.重力、支持力、牽引力的合力
c.滑動摩擦力 d.靜摩擦力
2.如圖所示,汽車以一定的速度經過一個圓弧形橋面的頂點時,關于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況,以下說法正確的是【 】
a.在豎直方向汽車受到三個力:重力和橋面的支持力和向心力
b.在豎直方向汽車只受兩個力,重力和橋面的支持力
c.汽車對橋面的壓力小于汽車的重力
d.汽車對橋面的壓力大于汽車的重力
3.關于鐵道轉彎處內、外鐵軌間的高度關系,下列說法中正確的是【 】
a.內、外軌一樣高,以防列車傾倒造成翻車事故
b.外軌比內軌略高,這樣可以使列車順利轉彎,減少車輪與鐵軌的側向擠壓
c.因為列車轉彎處有向內傾倒的可能,故一般使內軌高于外軌,以防列車翻倒
d.以上說法均不對
4.飛行員的質量為m,假如他駕駛飛機在豎直平面內作勻速圓周運動,在其圓周運動的最高點和最低點,飛行員對座椅產生的壓力情況是【 】
a.在最高點最大 b.在最低點最大
c.相等 d.在最低點比在最高點大mg
5.冰面對溜冰運動員的最大摩擦力為運動員重力的k倍,在水平冰面上沿半徑為r的圓周滑行的運動員,若依靠摩擦力充當向心力,其安全速度為【 】
a.v = krg b.v ≤ krg
c.v ≤2krg d.v≤ rgk
6.火車轉彎做圓周運動,如果外軌和內軌一樣高,火車能勻速通過彎道做圓周運動,下列說法中正確的是【 】
a.火車通過彎道向心力的來源是外軌的水平彈力,所以外軌容易磨損
b.火車通過彎道向心力的來源是內軌的水平彈力,所以內軌容易磨損
c.火車通過彎道向心力的來源是火車的重力,所以內外軌道均不磨損
d.以上三種說法都是錯誤的
7.一根輕繩中,線段oa=ab,a、b兩球質量相等,它們繞o點在光滑的水平面上以相同的角速度轉動時,如圖所示,兩段線拉力之比tab:toa= 。
8.如圖所示,a、b兩輪半徑之比為1:3,兩輪邊緣擠壓在一起,
在兩輪轉動中,接觸點不存在打滑的現象,則兩輪邊緣的線速度大小之比等于 。兩輪的轉數之比等于 ,a輪半徑中點與b輪邊緣的角速度大小之比等于 。
9.一架滑翔機以180km/h的速率,沿著半徑為1200m的水平圓弧飛行,計算機翼和水平面間夾角的正切值.(取g=10m/s2)
10.一輛質量m=2.0t的小轎車,駛過半徑 r=90m的一段圓弧形橋面,取g=10m/s2.求:
(1)若橋面為凹形,汽車以20 m/s的速度通過橋面最低點時,對橋面壓力是多大?
(2)若橋面為凸形,汽車以10 m/s的速度通過橋面最高點時,對橋面壓力是多大?
(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時,對橋面剛好沒有壓力?
小結:
2.1 圓周運動 篇3
教學目標
知識目標
1、認識的概念.
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,,接著從描述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的特點和描述運動的需要而引入的.即物體做時,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
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
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.
2.1 圓周運動 篇4
教學目標
知識目標
1、進一步理解向心力的概念.
2、理解向心力公式,進一步明確勻速圓周運動的產生條件,掌握向心力公式的應用.
能力目標
1、培養在實際問題中分析向心力來源的能力.
2、培養運用物理知識解決實際問題的能力.
情感目標
1、激發學生學習興趣,培養學生關心周圍事物的習慣.
教學建議
教材分析
教材首先明確提出向心力是按效果命名的力,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,接著詳細介紹了火車轉彎和汽車過拱橋兩個常見的實際問題.后面又附有思考與討論,開拓學生的思維.
教法建議
1、培養學生分析向心力來源的能力,分析問題時,要首先引導學生對做周圍運動的物體進行受力情況分析,并讓學生清楚地認識到求出物體沿半徑方向受到的合外力,就是提供給物體做圓周運動的向心力.
2、培養學生運用物體知識解決實際問題的能力.通過例題的分析與討論(結合動畫或課件),引導學生從中領悟掌握運用向心力公式的思路和方法.即: 第一:根據物體受力情況分析向心力的來源,做勻速圓周運動的物體 .
第二:運用向心力公式計算做圓周運動所需的向心力 .
第三:由物體實際受到的力 提供了它所需要的向心力 ,列出方程 求解.
3、可多舉一些實例讓學生分析.向心力可由重力、彈力、摩擦力等單獨提供,也可由它們的合力提供.
4、在講述汽車過拱橋的問題時,汽車做的是變速圓周運動,對此要根據牛頓第二定律的瞬時性向學生指出:在變速圓周運動中,物體在各位置受到的向心力分別產生了物體通過各位置的向心加速度,向心力公式仍是適用的.但要注意,對于物體做勻速圓周運動的情況,只有在物體通過最高點和最低點時,向心力才是合外力.同時,還可以向學生指出:此問題中出現的汽車對橋面的壓力大于或小于車重的現象,是發生在圓周運動中的超重或失重現象.
教學設計方案
勻速圓周運動的實例分析
教學重點:分析向心力來源.
教學難點 :實際問題的處理方法.
主要設計:
一、討論向心力的來源:
例如:萬有引力提供向心力(人造地球衛星);彈力提供向心力(繩系小球在光滑水平面上的勻速圓周運動);摩擦力力提供向心力(物價在轉盤上隨轉盤一起轉動);合力提供向心力(圓錐擺等).
二、討論火車轉彎:
(一)展示圖片1:火車車輪有凸出的輪緣.
(二)展示課件1:外軌作用在火車輪緣上的力F是使火車必須轉彎的向心力.
(三)展示課件2:外軌高于內軌時重力與支持力的合力是使火車轉彎的向心力.
(四)討論:為什么轉彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?
三、討論汽車過拱橋:
(一)思考:汽車過拱橋時,對橋面的壓力與重力誰大?
(二)展示課件3:汽車過拱橋在最高點的受力情況( 變 變)
(三)展示課件4:汽車過凹形橋時低點時的受力情況( 變 變)
(四)總結在圓周運動中的超重、失重情況.
探究活動
1、蕩秋千時,你對秋千底座的壓力大小恒定嗎?請你想辦法實際驗證一下,并解釋為什么?
2、請觀察一下,建筑工地上用來砸實地面的“電動夯”工作時的情況:什么時候底座離開地面?什么時候砸向地面?為什么會出這樣的結果?
2.1 圓周運動 篇5
教學目標
知識目標
1、認識的概念.
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,,接著從描述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的特點和描述運動的需要而引入的.即物體做時,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
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
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.
2.1 圓周運動 篇6
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
2.1 圓周運動 篇7
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.
2.1 圓周運動 篇8
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律。
4.《圓周運動》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φ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律后,接觸到的一個較為復雜的曲線運動,本節內容作為該部分的起始章節,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ω、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(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。
3.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=rω=2πr/t
3.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、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
度
與
價
值
觀
1.經歷觀察、分析總結、及探究等學習活動,培養學生尊重客觀事實、實事求是的科學態度。
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(線速度、角速度、周期等)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
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?
4.v、t、ω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.上節課我們學習了拋體運動的規律,請同學們回憶后回答下列問題。
(展示問題):①什么叫拋體運動?
②什么叫做平拋運動?
③平拋運動的特點和規律是什么?
2.這節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:①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;②初速度方向為水平方向的拋體運動叫做平拋運動;③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,選出代表發表見解。
3.聽取學生的發言,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:
①線速度的物理意義
②線速度的定義
③線速度的定義式
④線速度的瞬時性
⑤線速度的方向
⑥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δl和所用時間δt的比值叫做線速度。(比值定義法)
3.線速度大小:v =。單位:m/s(s是弧長,不是位移)
4.當選取的時間δt很小很小時(趨近零),弧長δl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:①線速度是矢量,它既有大小,也有方向。
②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,然后師生互動加深學習。
閱讀提綱:①角速度的物理意義
②角速度的定義
③角速度的大小
④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。
①周期的物理意義:描述物體做圓周運動的快慢。
②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。
③周期的單位:s
④轉速物理意義:描述物體做圓周運動的快慢。
⑤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。
⑥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δθ的角度跟所用時間δt的比值,就是質點運動的角速度。
3.定義式:ω=
4.圓心角θ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。弧度不是通常意義上的單位,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(rad/s)
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,然后教師組織交流總結。
4.一些學生的錯誤認識及時組織學生進行討論交流,以增強學生對圓周運動的理解。
1.盡可能通過自己的努力思考得出四者的關系。
2.對于線速度、角速度、周期在描述勻速圓周運動快慢時的不同之處要充分發表自己的觀點。
師生共同討論交流
得出線速度、角速度、周期及轉速之間的關系:
1.線速度與周期關系:由得(做勻速圓周運動的物體,在一個周期內通過的弧長為。)上式表明:只有當半徑相同時,周期小的線速度大,當半徑不同時,周期小的線速度不一定大,所以周期與線速度描述的快慢是不一樣的。
2.角速度與周期關系:由得(做勻速圓周運動的物體,在一個周期內轉過的角度為。)
3.線速度與角速度關系:
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
4.考慮到轉速則有:
特別強調:式中各物理量單位的統一。
教師啟發誘導分析學生自主完成
基礎訓練
1.腦海里有一個鐘,請問:秒針的周期是多少?頻率是多少?角速度是多少?分針的周期是多少?頻率是多少?角速度是多少?時針的周期是多少?頻率是多少?角速度是多少?
2.電風扇的半徑是60cm,電風扇每分鐘轉240轉,這電風扇葉片端點每秒鐘走過的路程是多少?電風扇扇葉中點每秒鐘走過的路程是多少?電風扇葉片端點的速度大小是多少?
典型例題
例1.半徑10cm的砂輪,每0.2秒轉一周,砂輪旋轉的角速度多大?砂輪邊沿一點的速度大小為多少?
例2.如圖所示的傳動裝置中,b、c兩輪固定在一起繞同一軸轉動,a、b兩輪用皮帶傳動,三輪半徑關系是ra=rc=2rb.若皮帶不打滑,求a、b、c輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比。
例3.一把雨傘,圓形傘面的半徑為r,傘面邊緣距地面的高度為h,以角速度ω旋轉這把雨傘,問傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圓的半徑r多大?
總結
教師活動
學生活動
1.引導學生回憶。
2.對學生在本節課中的表現予以表揚。
3.概括總結本節的內容。
4.個別同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。
1.回憶本節所學的知識內容,并總結本節知識。
2.老師的點評。
3.總結概括本節內容,并把自己這節課的體會寫下來、對比黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。
2.1 圓周運動 篇9
年 月 日(正頁)
課 程 六、勻速圓周運動的實例分析 課 時
教 學
目 的 1、知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產生向心加速度,這個力就是向心力。2、知道向心力和向心加速度公式也試用于變速圓周運動,并會求解這兩個物理量。
重難點 1、具體問題具體分析,理論聯系實際;2、臨界問題的分析、討論。
教學方法 課型 新授課 教學過程及時間
教學內容及板書設計
復習提問:
勻速圓周運動的物體受到向心力,分析以下問題中向心力是怎樣產生的?
1、 如圖,物體隨水平圓盤做勻速圓周運動
[學生回答]:靜摩擦力提供向心力。
2、 如圖,繩拉物體做勻速圓周運動
[學生回答]:重力與繩的拉力的合力提供向心力。
教師小結:通過以上例子可以看出,向心力是由物
體實際受到的一個力或幾個力的合力提供的,是按力的
作用效果命名的力。
下面我們進一步研究一下向心力在生活中的幾個實例:
一、 火車轉彎
提出問題并引導學生討論:
1、 火車勻速直線運動和勻速轉彎是否同種狀態?
[學生回答]:勻速直線運動時 f合=0
勻速轉彎時 f合≠0
2、 火車轉彎時所需的向心力是如何產生的?
引導學生討論:
(1) 內外軌一樣高
在豎直方向上,火車受到的重力g與支持力fn相平衡,外側車輪的輪緣擠壓外軌,使外軌發生彈性形變,外軌對輪緣產生彈力作用。可見,當內外軌一樣高時,外軌對輪緣的彈力就是使火車轉彎的向心力。由于火車質量很大,在這種情況下,鐵軌和輪緣都易被破壞。
(2) 外軌高于內軌
(學生進行受力分析)
中學教案紙
年 月 日(副頁)
教師引導:由于支持力fn不再豎直向上,fn與g的合力提供向心力,從而減輕了輪緣與外軌的擠壓。
提出問題,那么這種擠壓能不能減小到零呢?如果能應滿足什么條件?
設上圖中的斜面傾斜角為θ,轉彎半徑為r,那么火車以多大速度轉彎時,外軌不再擠壓輪緣?
[學生討論并回答]
火車受到的支持力和重力的合力水平指向圓心,成為火車轉彎的向心力。
由圖可知:f=mgtanθ=m
v0= grtanθ
這個速度即為火車轉彎時的最佳情況。
引導學生回答:
① 當v=v0時,內外軌均不受側向擠壓力。
② 當v>v0時,出現什么情況?
[學生回答]:外軌受側向擠壓的力。(向心力增大,外軌提供一部分力)
③ 當v<v0時呢?
[學生回答]:外軌受側向擠壓的力。(這是向心力減小,內軌提供一部分力)
問:生活中還有哪些實例與這一類型相同?
[學生舉例]:汽車轉彎、自行車轉彎等
例1:鐵路轉彎處的圓弧半徑是300m,軌距是1435mm。規定火車通過這里的速度是72km/h,內外軌的高度差應該多大,才能使外軌不受輪緣的擠壓?如果車速大于或小于72km/h會有什么現象發生?說明理由。
解:火車轉彎時所需的向心力由重力和支持力的合力提供。
f=mgtanα=mv /r
tanα=v /gr
近似認為tanα=sinα=h/d
帶入上式:h/d=v /rg
h=v d/rg=(20 ×1.435)/(300×9.8)=0.195m
二、 汽車過拱橋
提出問題并引導學生討論:
1、 汽車靜止在橋頂與通過橋頂時的狀態是否相同?
[學生回答]:不同。靜止是平衡狀態 f合=0
通過橋頂時是曲線運動 f合≠0
作業: 教學過程及時間
課后小結:
中學教案紙
年 月 日(副頁)
2、 汽車過拱橋橋頂時的向心力是如何產生的?
設汽車通過橋頂時速度為v,拱橋半徑為r.
學生進行受力分析并討論:
mg-fn=m
fn=mg-m
由分析可知:當汽車以速度v通過橋頂時,fn<mg,汽車處于失重狀態。這也是橋一般做成拱形的原因。
當汽車速度v= rg時,fn=0
提問:若汽車超過這個速度,將會怎樣?
[學生回答]:汽車將飛出橋頂
拓展:如果物體從豎直曲面的內側通過最高點,情況如何?
學生思考:課本97頁“思考與討論”
2.1 圓周運動 篇10
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: e:又因支持力與壓力是一對作用力與反作用力,所以 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
2.1 圓周運動 篇11
[科目] 物理
[文件] wltb5.doc
[標題] 六、圓周運動 萬有引力
[考試類型] 同步測試
[內容]
六、圓周運動 萬有引力
1.關于圓周運動的下列論述正確的是 ( )
A. 做勻速圓周運動的物體,在任何相等的時間內通過的位移都相等
B. 做勻速圓周運動的物體,在任何相等的時間內通過的路程都相等
C. 做圓周運動的物體的加速度的方向一定指向圓心
D. 做圓周運動的物體的線速度的方向一定跟半徑垂直
2.如圖6-1有一個空心圓錐面開口向上放置著,圓錐面繞幾何軸線勻速轉動,在圓錐面內表面有一個物體m與壁保持相對靜止,則物體m所受的力為 ( )
A. 重力、彈力、下滑力共三個力
B. 重力、彈力共兩個力
C. 重力、彈力、向心力共三個力
D. 重力、彈力、離心力共三個力
3.一個水平的圓盤上放一個木塊,木塊隨圓盤繞通過圓盤中心的豎直軸勻速轉動,如圖6-2所示。木塊受到的圓盤所施的摩擦力的方向為 ( )
A. 方向指向圓盤的中心
B. 方向背離圓盤的中心
C. 方向跟木塊運動的方向相同
D. 方向跟木塊運動的方向相反
4.長l的細繩一端固定,另一端系一個質量為m的小球,使球在豎直面內做圓運動,那么 ( )
A. 小球通過圓周上頂點時的速度最小可以等于零
B. 小球通過圓周上頂點時的速度不能小于
C. 小球通過最高點時,小球需要的向心力可以等于零
D. 小球通過最高點時繩的張力可以等于零
5.人造衛星在軌道上繞地球做圓周運動,它所受的向心力F跟軌道半徑r的關系是 ( )
A.由公式F= 可知F和r成反比
B.由公式F=mω2r可知F和ω2成正比
C.由公式F=mωv可知F和r無關
D.由公式F= 可知F和r2成反比
6.由于某種原因,人造地球衛星的軌道半徑減小了,那么,衛星的 ( )
A.速變率大,周期變小 B.速率變小,周期變大
C.速率變大,周期變大 D.速率變小,周期變小
7.關于同步定點衛星(這種衛星相對于地面靜止不動),下列說法中正確的是 ( )
A.它一定在赤道上空運行
B.同步衛星的高度和運動速率是一個確定的值
C.它運行的線速度一定小于第一宇宙速度
D.它運行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間
8.兩行星A和B各有一顆衛星a和b,衛星的圓軌道接近各自行星表面,如果兩行星質量之比MA:MB=p,兩行星半徑之比RA:RB=q,則兩個衛星周期之比TA:TB為 ( )
A.q· B.q· C.p· D.q·
二、填空題
9.質量為m的小球,沿著在豎直平面的圓形軌道的內側運動,它經過最高點而不脫離軌道的最小速度是v,當小球以2v的速度經過最高點時,這對軌道的壓力是___________。
10.一個做勻速圓周運動的物體,如果軌道半徑不變,轉速變為原來的3倍,所需的向心力就比原來的向心力大40N,物體原來的向心力大小為___________;若轉速不變,軌道半徑變為原來的3倍,所需的向心力比原來大40N,那么物體原來的向心力大小為__________。
11.用長為L的細繩拴一質量為m的小球,當小球繞懸掛點O擺動經過最低點時,已知細繩的拉力為3mg 。若在小球經過最低點時,用細桿擋在繩中點O′如圖6-3所示,則這時球對繩拉力的大小將是________
12.如圖6-4所示的皮帶傳動裝置,皮帶輪O和O′上的三點A、B、C,OA=O′C=r,O′B=2r。則皮帶輪轉動時,A、B、C三點的運動情況是WA_WB_WC,VA_ VB__VC,aA_aB_ac(填=,>,<=
13.兩顆人造地球衛星,它們的質量之比為m1:m2=1:2,它們的軌道半徑之比為R1:R2=1:3,那么它們所受的向心力之比F1:F2=______;它們角速度之比ω1:ω2=________。
14.如圖6-5所示,在一水平轉臺上放置兩個物體甲和乙,已知M甲=2M乙,兩物體所受轉臺的最大靜摩擦力與其質量成正比,則當轉臺轉速逐漸增加時,________物體先滑動。
三、計算題:
15.司機為了能夠控制駕駛的汽車,汽車對地面的壓力一定要大于零。在高速公路上所建的高架橋的頂部可以看作是一個圓弧。若高速公路上汽車設計時速為180km/h,求高架橋頂部的圓弧半徑至少是多少?(g取10m/s2)
16.汽車起重機用5m長的纜繩吊著lt重的重物,以2m/s的速度水平行駛,若突然剎車,求此瞬間纜繩所受的拉力大小。(取g=10m/s2)
17.若地球繞太陽公轉的周期與月球繞地球公轉的周期之比為p,地球繞太陽公轉的半徑與月球繞地球公轉的半徑之比q,則太陽質量與地球質量之比M日/M地是多少?
18.一根輕桿長為l,頂端有質量為m的小球,另一端為軸。如輕桿在豎直平面內勻速旋轉角速度為ω,求:(1)小球經過圓周軌道最低點時小球給桿的作用力;(2)小球經過圓周軌道最高點時,小球給桿的作用力(區分為拉力、壓力及無力三種情況加以說明)。
19.在離地球表面等于3倍地球半徑的高度上,運行一顆人造地球衛星,已知地球半徑為R=6.4×106m,取g=10m/s2,則這顆人造地球衛星的運行速度是多少?
20.在一次測定萬有引力恒量的實驗里,兩個小球的質量分別是0.80kg和4.0×10-3kg,當它們相距4.0×10-2m時相互吸引的作用力是1.3×10-10N。如果地球表面的重力加速度是9.8m/s2,地球的半徑取6.4×106m,試計算出地球的質量。
2.1 圓周運動 篇12
教學目標
知識目標
1、進一步理解向心力的概念.
2、理解向心力公式,進一步明確勻速圓周運動的產生條件,掌握向心力公式的應用.
能力目標
1、培養在實際問題中分析向心力來源的能力.
2、培養運用物理知識解決實際問題的能力.
情感目標
1、激發學生學習興趣,培養學生關心周圍事物的習慣.
教學建議
教材分析
教材首先明確提出向心力是按效果命名的力,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,接著詳細介紹了火車轉彎和汽車過拱橋兩個常見的實際問題.后面又附有思考與討論,開拓學生的思維.
教法建議
1、培養學生分析向心力來源的能力,分析問題時,要首先引導學生對做周圍運動的物體進行受力情況分析,并讓學生清楚地認識到求出物體沿半徑方向受到的合外力,就是提供給物體做圓周運動的向心力.
2、培養學生運用物體知識解決實際問題的能力.通過例題的分析與討論(結合動畫或課件),引導學生從中領悟掌握運用向心力公式的思路和方法.即: 第一:根據物體受力情況分析向心力的來源,做勻速圓周運動的物體 .
第二:運用向心力公式計算做圓周運動所需的向心力 .
第三:由物體實際受到的力 提供了它所需要的向心力 ,列出方程 求解.
3、可多舉一些實例讓學生分析.向心力可由重力、彈力、摩擦力等單獨提供,也可由它們的合力提供.
4、在講述汽車過拱橋的問題時,汽車做的是變速圓周運動,對此要根據牛頓第二定律的瞬時性向學生指出:在變速圓周運動中,物體在各位置受到的向心力分別產生了物體通過各位置的向心加速度,向心力公式仍是適用的.但要注意,對于物體做勻速圓周運動的情況,只有在物體通過最高點和最低點時,向心力才是合外力.同時,還可以向學生指出:此問題中出現的汽車對橋面的壓力大于或小于車重的現象,是發生在圓周運動中的超重或失重現象.
教學設計方案
教學重點:分析向心力來源.
教學難點:實際問題的處理方法.
主要設計:
一、討論向心力的來源:
例如:萬有引力提供向心力(人造地球衛星);彈力提供向心力(繩系小球在光滑水平面上的勻速圓周運動);摩擦力力提供向心力(物價在轉盤上隨轉盤一起轉動);合力提供向心力(圓錐擺等).
二、討論火車轉彎:
(一)展示圖片1:火車車輪有凸出的輪緣.
(二)展示課件1:外軌作用在火車輪緣上的力F是使火車必須轉彎的向心力.
(三)展示課件2:外軌高于內軌時重力與支持力的合力是使火車轉彎的向心力.
(四)討論:為什么轉彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?
三、討論汽車過拱橋:
(一)思考:汽車過拱橋時,對橋面的壓力與重力誰大?
(二)展示課件3:汽車過拱橋在最高點的受力情況( 變 變)
(三)展示課件4:汽車過凹形橋時低點時的受力情況( 變 變)
(四)總結在圓周運動中的超重、失重情況.
探究活動
1、蕩秋千時,你對秋千底座的壓力大小恒定嗎?請你想辦法實際驗證一下,并解釋為什么?
2、請觀察一下,建筑工地上用來砸實地面的“電動夯”工作時的情況:什么時候底座離開地面?什么時候砸向地面?為什么會出這樣的結果?
2.1 圓周運動 篇13
教學目標
知識目標
1、進一步理解向心力的概念.
2、理解向心力公式,進一步明確勻速圓周運動的產生條件,掌握向心力公式的應用.
能力目標
1、培養在實際問題中分析向心力來源的能力.
2、培養運用物理知識解決實際問題的能力.
情感目標
1、激發學生學習興趣,培養學生關心周圍事物的習慣.
教學建議
教材分析
教材首先明確提出向心力是按效果命名的力,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,接著詳細介紹了火車轉彎和汽車過拱橋兩個常見的實際問題.后面又附有思考與討論,開拓學生的思維.
教法建議
1、培養學生分析向心力來源的能力,分析問題時,要首先引導學生對做周圍運動的物體進行受力情況分析,并讓學生清楚地認識到求出物體沿半徑方向受到的合外力,就是提供給物體做圓周運動的向心力.
2、培養學生運用物體知識解決實際問題的能力.通過例題的分析與討論(結合動畫或課件),引導學生從中領悟掌握運用向心力公式的思路和方法.即: 第一:根據物體受力情況分析向心力的來源,做勻速圓周運動的物體 .
第二:運用向心力公式計算做圓周運動所需的向心力 .
第三:由物體實際受到的力 提供了它所需要的向心力 ,列出方程 求解.
3、可多舉一些實例讓學生分析.向心力可由重力、彈力、摩擦力等單獨提供,也可由它們的合力提供.
4、在講述汽車過拱橋的問題時,汽車做的是變速圓周運動,對此要根據牛頓第二定律的瞬時性向學生指出:在變速圓周運動中,物體在各位置受到的向心力分別產生了物體通過各位置的向心加速度,向心力公式仍是適用的.但要注意,對于物體做勻速圓周運動的情況,只有在物體通過最高點和最低點時,向心力才是合外力.同時,還可以向學生指出:此問題中出現的汽車對橋面的壓力大于或小于車重的現象,是發生在圓周運動中的超重或失重現象.
教學設計方案
教學重點:分析向心力來源.
教學難點 :實際問題的處理方法.
主要設計:
一、討論向心力的來源:
例如:萬有引力提供向心力(人造地球衛星);彈力提供向心力(繩系小球在光滑水平面上的勻速圓周運動);摩擦力力提供向心力(物價在轉盤上隨轉盤一起轉動);合力提供向心力(圓錐擺等).
二、討論火車轉彎:
(一)展示圖片1:火車車輪有凸出的輪緣.
(二)展示課件1:外軌作用在火車輪緣上的力F是使火車必須轉彎的向心力.
(三)展示課件2:外軌高于內軌時重力與支持力的合力是使火車轉彎的向心力.
(四)討論:為什么轉彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?
三、討論汽車過拱橋:
(一)思考:汽車過拱橋時,對橋面的壓力與重力誰大?
(二)展示課件3:汽車過拱橋在最高點的受力情況( 變 變)
(三)展示課件4:汽車過凹形橋時低點時的受力情況( 變 變)
(四)總結在圓周運動中的超重、失重情況.
探究活動
1、蕩秋千時,你對秋千底座的壓力大小恒定嗎?請你想辦法實際驗證一下,并解釋為什么?
2、請觀察一下,建筑工地上用來砸實地面的“電動夯”工作時的情況:什么時候底座離開地面?什么時候砸向地面?為什么會出這樣的結果?
2.1 圓周運動 篇14
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 課本練習四(p92)六、板書設計:
2.1 圓周運動 篇15
教學目標
知識目標
1、認識的概念.
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,,接著從描述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的特點和描述運動的需要而引入的.即物體做時,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
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
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.
2.1 圓周運動 篇16
教學目標
知識目標
1、進一步理解向心力的概念.
2、理解向心力公式,進一步明確勻速圓周運動的產生條件,掌握向心力公式的應用.
能力目標
1、培養在實際問題中分析向心力來源的能力.
2、培養運用物理知識解決實際問題的能力.
情感目標
1、激發學生學習興趣,培養學生關心周圍事物的習慣.
教學建議
教材分析
教材首先明確提出向心力是按效果命名的力,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,接著詳細介紹了火車轉彎和汽車過拱橋兩個常見的實際問題.后面又附有思考與討論,開拓學生的思維.
教法建議
1、培養學生分析向心力來源的能力,分析問題時,要首先引導學生對做周圍運動的物體進行受力情況分析,并讓學生清楚地認識到求出物體沿半徑方向受到的合外力,就是提供給物體做圓周運動的向心力.
2、培養學生運用物體知識解決實際問題的能力.通過例題的分析與討論(結合動畫或課件),引導學生從中領悟掌握運用向心力公式的思路和方法.即: 第一:根據物體受力情況分析向心力的來源,做勻速圓周運動的物體 .
第二:運用向心力公式計算做圓周運動所需的向心力 .
第三:由物體實際受到的力 提供了它所需要的向心力 ,列出方程 求解.
3、可多舉一些實例讓學生分析.向心力可由重力、彈力、摩擦力等單獨提供,也可由它們的合力提供.
4、在講述汽車過拱橋的問題時,汽車做的是變速圓周運動,對此要根據牛頓第二定律的瞬時性向學生指出:在變速圓周運動中,物體在各位置受到的向心力分別產生了物體通過各位置的向心加速度,向心力公式仍是適用的.但要注意,對于物體做勻速圓周運動的情況,只有在物體通過最高點和最低點時,向心力才是合外力.同時,還可以向學生指出:此問題中出現的汽車對橋面的壓力大于或小于車重的現象,是發生在圓周運動中的超重或失重現象.
教學設計方案
教學重點:分析向心力來源.
教學難點 :實際問題的處理方法.
主要設計:
一、討論向心力的來源:
例如:萬有引力提供向心力(人造地球衛星);彈力提供向心力(繩系小球在光滑水平面上的勻速圓周運動);摩擦力力提供向心力(物價在轉盤上隨轉盤一起轉動);合力提供向心力(圓錐擺等).
二、討論火車轉彎:
(一)展示圖片1:火車車輪有凸出的輪緣.
(二)展示課件1:外軌作用在火車輪緣上的力F是使火車必須轉彎的向心力.
(三)展示課件2:外軌高于內軌時重力與支持力的合力是使火車轉彎的向心力.
(四)討論:為什么轉彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?
三、討論汽車過拱橋:
(一)思考:汽車過拱橋時,對橋面的壓力與重力誰大?
(二)展示課件3:汽車過拱橋在最高點的受力情況( 變 變)
(三)展示課件4:汽車過凹形橋時低點時的受力情況( 變 變)
(四)總結在圓周運動中的超重、失重情況.
探究活動
1、蕩秋千時,你對秋千底座的壓力大小恒定嗎?請你想辦法實際驗證一下,并解釋為什么?
2、請觀察一下,建筑工地上用來砸實地面的“電動夯”工作時的情況:什么時候底座離開地面?什么時候砸向地面?為什么會出這樣的結果?