高中物理必修2《圆周运动》教案 教学目标 1、知识与技能 (1)认识匀速圆周运动的概念,理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速 圆周运动的瞬时速度;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算; ②2)理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=ro=2r/T (3)理解匀速圆周运动是变速运动 过程与方法 (1)运用极限法理解线速度的瞬时性.掌握运用圆周运动的特点如何去分析 有关问题 (2)体会有了线速度后.为什幺还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的 单位。 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.激发学习的兴趣 教学重难点 教学重点: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 教学难点:理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性 教学工具 多媒体、板书 教学过程
高中物理必修 2《圆周运动》教案 教学目标 1、知识与技能 (1)认识匀速圆周运动的概念，理解线速度的概念，知道它就是物体做匀速 圆周运动的瞬时速度;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。 2、过程与方法 (1)运用极限法理解线速度的瞬时性.掌握运用圆周运动的特点如何去分析 有关问题; (2)体会有了线速度后.为什幺还要引入角速度.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.激发学习的兴趣。 教学重难点 教学重点：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。 教学难点：理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性。 教学工具 多媒体、板书 教学过程
新课导入 建议在我们周围,与圆周运动有关的事物比比皆是,像机械钟表的指针、齿 轮、电风扇的叶片、收音机的旋钮、汽车的车轮……在转动时,其上的每一点都 在做圆周运动.你即使坐着不动,其实也在随着地球的自转做圆周运动. 地球绕太阳公转的速度为每秒29.79km,公转一周所用时间为1年,月亮 绕地球运转速度为每秒1.02km,运转一周所用时间为27.3天,有人说月亮比 地球运动得快,有人说月亮比地球运动得慢,你怎样认为呢? 、描述圆周运动的物理量 探究交流 打篮球的同学可能玩过转篮球,让篮球在指尖旋转,展示自己的球技,如图 5-4-1所示.若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转,那幺篮球上不同高度的各点的 角速度相同吗?线速度相同吗? 【提示】篮球上各点的角速度是相同的.但由于不同高度的各点转动时的 圆心、半径不同,由v=or可知不同高度的各点的线速度不同 1.基本知识 (1)圆周运动 物体沿着圆周的运动,它的运动轨迹为圆,圆周运动为曲线运动,故一定是 变速运动 (2)描述圆周运动的物理量比较 2.思考判断 (1)做圆周运动的物体,其速度一定是变化的.(√) (2)角速度是标量,它没有方向.(×) (3)圆周运动线速度公式v=△t(△s)中的△s表示位移.(×) 二、匀速圆周运动 探究交流 如图所示,若钟表的指针都做匀速圆周运动,秒针和分针的周期各是多少? 角速度之比是多少?
新课导入 建议在我们周围，与圆周运动有关的事物比比皆是，像机械钟表的指针、齿 轮、电风扇的叶片、收音机的旋钮、汽车的车轮……在转动时，其上的每一点都 在做圆周运动.你即使坐着不动，其实也在随着地球的自转做圆周运动. 地球绕太阳公转的速度为每秒 29.79 km，公转一周所用时间为 1 年，月亮 绕地球运转速度为每秒 1.02 km，运转一周所用时间为 27.3 天，有人说月亮比 地球运动得快，有人说月亮比地球运动得慢，你怎样认为呢? 一、描述圆周运动的物理量 探究交流 打篮球的同学可能玩过转篮球，让篮球在指尖旋转，展示自己的球技，如图 5-4-1 所示.若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转，那幺篮球上不同高度的各点的 角速度相同吗?线速度相同吗? 【提示】 篮球上各点的角速度是相同的.但由于不同高度的各点转动时的 圆心、半径不同，由 v=ωr 可知不同高度的各点的线速度不同. 1.基本知识 (1)圆周运动 物体沿着圆周的运动，它的运动轨迹为圆，圆周运动为曲线运动，故一定是 变速运动. (2)描述圆周运动的物理量比较 2.思考判断 (1)做圆周运动的物体，其速度一定是变化的.(√) (2)角速度是标量，它没有方向.(×) (3)圆周运动线速度公式 v=Δt(Δs)中的Δs 表示位移.(×) 二、匀速圆周运动 探究交流 如图所示，若钟表的指针都做匀速圆周运动，秒针和分针的周期各是多少? 角速度之比是多少?
【提示】秒针的周期T秒=1min=60s, 分针的周期T分=1h=3600s 1.基本知识 (1)定义:线速度大小处处相等的圆周运动. (2)特点 ①线速度大小不变,方向不断变化,是一种变速运动 ②角速度不变. ③转速、周期不变. 2.思考判断 (1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等.(√) (2)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同.(×) (3)匀速圆周运动是一种匀速运动.(×) 、描述圆周运动的物理量间的关系 【问题导思】 1.描述圆周运动快慢的各物理量意义是否相同? 2.怎样理解各物理量间的关系式? 3.试推导各物理量间的关系式 1.意义的区别 1)线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快慢,但它们描述的 角度不同线速度ν描述质点运动的快慢,而角速度ω、周期T、转速n描述质 点转动的快慢 (2)要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是不够的,既需要 个描述运动快慢的物理量,又需要一个描述转动快慢的物理量
【提示】 秒针的周期 T 秒=1 min=60 s， 分针的周期 T 分=1 h=3600 s. 1.基本知识 (1)定义：线速度大小处处相等的圆周运动. (2)特点 ①线速度大小不变，方向不断变化，是一种变速运动. ②角速度不变. ③转速、周期不变. 2.思考判断 (1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等.(√) (2)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同.(×) (3)匀速圆周运动是一种匀速运动.(×) 三、描述圆周运动的物理量间的关系 【问题导思】 1.描述圆周运动快慢的各物理量意义是否相同? 2.怎样理解各物理量间的关系式? 3.试推导各物理量间的关系式. 1.意义的区别 (1)线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快慢，但它们描述的 角度不同.线速度 v 描述质点运动的快慢，而角速度ω、周期 T、转速 n 描述质 点转动的快慢. (2)要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢仅用一个量是不够的，既需要一 个描述运动快慢的物理量，又需要一个描述转动快慢的物理量
2.各物理量之间的关系 3.v、o及r间的关系 (1)由v=o·r知,r一定时,v∝o;o一定时,v∝r.与ω、r间的关系 如图甲、乙所示 4.特别提醒 1.角速度ω、线速度v、半径r之间的关系是瞬时对应关系. 2.公式v=or适用于所有的圆周运动;关系式T∞n(1)适用于具有周期性运 动的情况 例:下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法中正确的是() A.若甲、乙两物体的线速度相等,则角速度一定相等 B.若甲、乙两物体的角速度相等,则线速度一定相等 C.若甲、乙两物体的周期相等,则角速度一定相等 D.若甲、乙两物体的周期相等,则线速度一定相等 【答案】C 5.物体的线速度、角速度、周期、频率间的关系 (1)线速度v与周期T的关系为v=t(s)=T(2r),T一定时,v与r成正比;r 定时,v与T成反比 (2)ω与T的关系为ω=t(中)=T(2r),ω与T成反比 (3)ω与T、f、n的关系为ω=(2π)=2πf=2πn,ω、T、f、n四个物理量 可以相互换算,其中一个量确定了,另外三个量也就确定了.(注意公式中的n 必须取r/s为单位) 四、常见的几种传动装置 【问题导思】 1.试举出现实生活中同轴传动、皮带传动、齿轮传动的实例 2.以上三种传动装置有什幺特点?
2.各物理量之间的关系 3.v、ω及 r 间的关系 (1)由 v=ω·r 知，r 一定时，v∝ω;ω一定时，v∝r.v 与ω、r 间的关系 如图甲、乙所示. 4.特别提醒 1.角速度ω、线速度 v、半径 r 之间的关系是瞬时对应关系. 2.公式 v=ωr 适用于所有的圆周运动;关系式 T∝n(1)适用于具有周期性运 动的情况. 例：下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法中正确的是( ) A.若甲、乙两物体的线速度相等，则角速度一定相等 B.若甲、乙两物体的角速度相等，则线速度一定相等 C.若甲、乙两物体的周期相等，则角速度一定相等 D.若甲、乙两物体的周期相等，则线速度一定相等 【答案】 C 5.物体的线速度、角速度、周期、频率间的关系 (1)线速度 v 与周期 T 的关系为 v=t(s)=T(2πr)，T 一定时，v 与 r 成正比;r 一定时，v 与 T 成反比. (2)ω与 T 的关系为ω=t(φ)=T(2π)，ω与 T 成反比. (3)ω与 T、f、n 的关系为ω=T(2π)=2πf=2πn，ω、T、f、n 四个物理量 可以相互换算，其中一个量确定了，另外三个量也就确定了.(注意公式中的 n 必须取 r/s 为单位). 四、常见的几种传动装置 【问题导思】 1.试举出现实生活中同轴传动、皮带传动、齿轮传动的实例. 2.以上三种传动装置有什幺特点?
3.总结求解传动问题的方法技巧 1.三种传动装置的比较见下表 2.求解传动问题的方法 (1)分清传动特点 传动问题是圆周运动中一种常见题型,常见的传动装置有如下特点 ①皮带传动(轮子边缘的线速度大小相等); ②同轴传动(各点角速度相等) ③齿轮传动(相接触两个轮子边缘的线速度大小相等) (2)确定半径关系 根据装置中各点位置确定半径关系或根据题意确定半径关系. (3)用“通式”表达比例关系 ①绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n和周期T相等,而各点的线速度 vor ②在皮带不打滑的情况下,传动皮带和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大 小相等,不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等,而角速度 =r(v),即ω∝r(1) ③齿轮传动与皮带传动具有相同的特点 例:如图所示为皮带传动装置,主动轴01上有两个半径分别为R和r的轮 02上的轮半径为r’,已知R=2r,r′=3(2)R,设皮带不打滑,则 A.ωA:ωB=1:1B.vA:vB=1:1 C.ωB:ωC=1:1D.vB:vC=1:1
3.总结求解传动问题的方法技巧. 1.三种传动装置的比较见下表 2.求解传动问题的方法 (1)分清传动特点 传动问题是圆周运动中一种常见题型，常见的传动装置有如下特点： ①皮带传动(轮子边缘的线速度大小相等); ②同轴传动(各点角速度相等); ③齿轮传动(相接触两个轮子边缘的线速度大小相等). (2)确定半径关系 根据装置中各点位置确定半径关系或根据题意确定半径关系. (3)用“通式”表达比例关系 ①绕同一轴转动的各点角速度ω、转速 n 和周期 T 相等，而各点的线速度 v=ωr，即 v∝r; ②在皮带不打滑的情况下，传动皮带和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大 小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等，而角速度ω =r(v)，即ω∝r(1); ③齿轮传动与皮带传动具有相同的特点. 例：如图所示为皮带传动装置，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′=3(2)R，设皮带不打滑，则() A.ωA∶ωB=1∶1 B.vA∶vB=1∶1 C.ωB∶ωC=1∶1 D.vB∶vC=1∶1