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视频课题：高中物理教科版必修2第二章1.圆周运动_辽宁省 - 葫芦岛
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高中物理教科版必修2第二章 1. 圆周运动_辽宁省 - 葫芦岛
《2.1 圆周运动》教学设计
课题
2.1 圆周运动
课时 1课时
教材 分析
《圆周运动》是这一章教学的重点，之前，学生已经学习了直线运动的相关内容及曲线运动的基本知识，自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物也为学生的认知奠定了感性基础，为今后进一步学习向心力、向心加速度以及万有引力的知识打下基础。
教材通过实例，介绍了什么是圆周运动，首先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，易于学生的理解和接受，更能激发学生探索的兴趣，这是本节的重点。匀速圆周运动与我们日常生活、生产、科学研究有着密切的联系，因此学习这部分有重要的意义。
学情 分析 1、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，在曲线运动的学习中，学生已经知道了曲线运动的速度方向在曲线这一点的切线方向并知道曲线运动是变速运动，此前，学生也已经掌握了直线运动及其快慢描述方法，这些知识都为匀速圆周运动的学习奠定了基础。
2、圆周运动是曲线运动的一种特殊情况，生活中随处可见，学生已具备一
定观察能力和经验抽象思维能力，并对未知新事物有较强的探究欲望，因此在学习过程中，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ω、同期T和转速n的意义及相互关系。 教学
方法
及
建议
1．这一节概念较多，一些物理量较抽象，教学中应联系各种日常生活中常见的现象，想办法多做演示实验以激发学生学习积极性，引导和启发学生思考、讨论、认识现象，建立概念，帮助学生建立形象直观的认识，降低难度，把抽象的物理量具体形象化，便于学生接受。
2．通过生活实例及多媒体动画，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．线速度和直线运动中的速度没有本质的区别，应让学生理解线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。 4.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φ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。 5.让学生真正理解匀速圆周运动是一种变速运动。
6.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。
三维 目标
知 识 与 技 能
1．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一种变速运动。
过 程 与 方 法
1．学生联系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．通过对多媒体动画的观察，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物理量：线速度，角速度，周期、频率、转速。
3．运用极限法理解线速度的瞬时性。
4．探究线速度，角速度，周期、频率、转速之间的关系 5．能够运用匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题。
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。
3．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。
4.通过描述匀速圆周运动快慢的教学，认识到针对不同的研究对象应该使用不同的研究方法。
教学 用具
玩具陀螺、打点计时器、圆盘、纸带、硬纸板、注射器（带有墨水）等
教学 重难 点
重点
1.线速度、角速度、周期概念的理解，及其相互关系的理解和应用。
2.匀速圆周运动的特点。
难点
1.理解线速度、角速度的物理意义。 2.匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。
教学 环节
教学内容 师生互动 设计意图
引入 新课
新课教学
小时候，同学们玩过各种各样的玩具，不知这种玩具同学们有没有玩过呢，哪位同学愿意给大家表演一下？ 学生演示：玩具陀螺 演示：1部分圆周运动 2完整的圆周运动
3竖直面内的圆周运动 4水平面内的圆周运动
教师：同学们注意观察，陀螺做什么运动？ 学生：圆周运动
教师：像这样质点的运动轨迹是圆或圆的一部
分的运动叫圆周运动。圆周运动有水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，今天我们就来学习有关圆周运动的知识。
圆周运动是一种非常常见的运动形式，生活中，同学们见过哪些物体做圆周运动？
学生：列举生活中做圆周运动的物体。
多媒体播放视频：生活中做圆周运动的物体……
教师：在科学研究中，小到电子绕原子核的运动，大到地球绕太阳的运动，常常用圆周运动的规律来研究，那么如何描述圆周运动？
描述圆周运动快慢的物理量 一、线速度
教师：两个小球都在做圆周运动，同学们注意观察，它们运动的快慢是否相同？ 学生：不同
教师:那么，如何比较它们做圆周运动的快慢呢?下面同学们以组为单位来讨论——用什么方法来比较它们做圆周运动的快慢？ （前后四位同学一组讨论交流，教师个别指导） 教师：下面我们来看一下同学们讨论的结果。 学生1：相同时间，比较两个小球儿通过弧长的长短。
学生2：相同时间，比较两个小球半径转过的角度。
学生3：相同时间，比较两个小球儿转过的圈
通过演示玩具陀螺的运动，观察现象，提出概念
由生活中的事例引入，接近
生活，使
学生易于
接受，激
发兴趣
通过欣赏
短片激发
学生深层
次的思考
和探究的热情与积
极性。导入新课。
提出问题，设置悬念，激发学生积极思考
新课教学
一．线速度 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ΔS和所用时间Δt的比
值叫做线速度。（比值定义法） 3．大小：v =ΔS/Δt 4.单位：m/s ΔS是弧长并非位移 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t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。 5．方向：线速度的方向是圆周各
点的切线方向上。
数。
学生4：比较两个小球儿转一圈所用时间的长短。
学生5……
教师：根据同学们提出的方法，我们可以总结为这样几点：
1、比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短 2、比较物体在一段时间内半径转过的角度 3、比较物体在一段时间内转过的圈数 4、比较物体转过一圈所用时间
教师：按照第一种方法，在相同的时间内，比较两个小球通过弧长的长短，那么如果时间不同，弧长不同，又如何来比较它们做圆周运动的快慢呢？
学生：用弧长与时间的比值来判断，如果比值大，说明它做圆周运动的越快。
教师：因此在物理学当中我们引入了线速度这个物理量，用它可以描述质点沿圆周运动的快慢
我们把质点做圆周运动，通过的弧长和所用时间的比值定义为线速度。 根据定义，线速度的大小可以表示为：v =ΔS/Δt 国际单位：m/s
在直线运动中，我们学过用速度来描述物体运动的快慢，那么在直线运动中，速度是如何定义的呢？
学生：位移和时间的比值
教师：那么圆周运动的线速度与直线运动的速度有什么不同呢？
老师这儿呢，有一条打好的纸带，同学们猜测一下牵引纸带的物体是如何运动的？ 学生：直线运动
教师：那么，是不是只有直线运动的物体才能打出这样一条纸带呢？下面我们来做一个实验，这是一个打点计时器和一个可以转动的圆盘，圆盘转动的时候边缘上的点就做圆周运动，现在老师把纸袋带固定在圆盘的边缘上，当圆盘转动的时候，纸带被牵引而运动，在这种情况下，纸带上打出点的情况是怎样的呢？ （教师和学生共同完成实验）
教师：我们来看一下纸带上所打出点的情况，其实呢，刚才的第一条纸袋呢，就是用这套装置打出来的，纸带上相邻两点间的距离表示什么呢？
培养学生合作意识，语言表达能力、归纳总结能力
通过演示实验，调动学生积极性，加深对线速度和直线运动的速度的理解
学生：弧长
教师：纸带上相邻两点间的距离不同又说明了什么呢？
学生：相同时间弧长不同
教师：如果牵引纸带物体做直线运动，那么相邻两点之间的距离表示什么呢？ 学生：位移
教师：其实圆周运动的线速度与直线运动的速度没有本质的区别，只不过为了区别我们下面要学习的角速度这个物理量，因此将圆周运动的速度称之为线速度。并且线速度定义的方式与直线运动定义速度的方式是完全一样的，都采用了比值定义法。
教师：在这个公式中，ΔS表示什么含义呢？ 学生：弧长
教师：并不表示位移，但是当Δt很小很小，趋近零时，圆弧AB 与线段AB 几乎没有差别，此时ΔS也就是物体由A到B的位移，这里的V 实际上就是我们在直线运动中学过的瞬时速度，现在用它来描述圆周运动，此时的速度即为瞬时线速度，这里应用了极限思想。那么线速度是标量还是矢量呢？ 学生：矢量
教师：线速度的方向如何呢？下面我们通过实验来研究。（学生分组实验：研究圆周运动物体的线速度的方向）
实验操作过程：这是手摇小风扇改装的，将手摇小风扇的轴穿过卡纸，将圆盘安装到轴上，在卡纸上画出圆盘的边界线，摇动手柄，使圆盘快速的旋转，将两到三滴墨水滴到圆盘上，观察墨滴沿什么方向飞出。
教师：我们来看一下同学们的实验结果，哪个组愿意展示一下实验成果？（实物展台展示某组的实验成果）
分析：从实验现象可以看出，墨滴沿切线方向
师生理论探究，培养学生分析问题的能力，
通过探究实验，学生亲自动手，体验科学探究过程，调动积极性，有利于知识的建构，并在探究中突破重点。
飞出，那么当墨滴没有飞出时，墨滴做什么运动（圆周运动），所以当墨滴飞出时由于惯性沿切线方向飞出，说明墨滴没有飞出时，速度方向也应该是切线方向。
播放视频：砂轮打磨下来的炽热的微粒沿切线方向飞出
教师： （1）砂轮打磨下来的炽热的微粒沿切线方向飞出 （2）水滴也会沿伞边缘的切线方向飞出
圆周运动的线速度的方向就是圆周上某点的切
线方向
二．匀速圆周运动1.定义：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。
2.匀速圆周运动是一种变速曲线运动。
线速度的大小不变，而方向时刻改变，匀速圆周运动也叫匀速率圆周运动。
三..角速度 1．物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。
2．定义：圆周运动的质点所在的半径转过的角度 Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
3．公式：ω=Δθ/Δt 4．单位：国际单位制中，角速度的单位是弧度每秒（rad／s） 说明：匀速圆周运动是角速度不变的运动！
二．匀速圆周运动
教师：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。 问题：匀速圆周运动中的“匀速”是指速度不变吗？它与匀速直线运动中的“匀速”含义一样吗？
学生：匀速圆周运动中的匀速，指的是线速度的大小不变；而匀速直线运动中的匀速指的是速度的大小和方向都不变。
教师：所以说，匀速圆周运动是一种变速曲线运动，。变速的含义是线速度的方向，时刻在发生着变化。匀速，仅指的是线速度的大小不变。或者说速率不变。因此，匀速圆周运动也可以说是匀速率圆周运动。
三..角速度
教师：比较物体做圆周运动的快慢也可以角速度物理量描述。用它来描述圆周运动的质点绕圆心转动的快慢。我们把质点所在的半径绕转过的角度和所用时间的比值定义为角速度。 角速度的大小可以表示为ω=Δθ/Δt，角速度的单位由角的单位和时间的单位来决定。在国际单位制中，时间的单位是秒，提到角的单位，同学们自然就想到了度，那么在国际单位制中角的单位是什么呢？
（教师推导角的国际单位。从而得出角速度的单位）
教师:由于弧长和半径的国际单位都是米，在计算的时候消掉了，因此为了表达方便，我们给角一个单位。用弧度来表示，因此，角速度的国际单位是弧度每秒。
师生共同分析，消除前概念
通过讲解角速度单位的由来，学生体会物理量关系确定的同时，单位关系也由此确定
四.周期、频率、转速 1.周期：物体运动一周所用的时间 符号：T 单位：S 2.频率：物体在单位时间所转过的圈数
符号：f 单位：Hz或s-1
3.转速：物体在单位时间所转过的圈数
符号：n 单位：r/s或r/min 4.周期、频率、转速都能描述物体做圆周运动的快慢 。
说明：匀速圆周运动是周期、频率、转速都不变的运动！
四.周期、频率、转速
教师：除了用线速度和角速度描述圆周运动的快慢，那么还可以用周期，频率和转速来描述圆周运动的快慢。
我们把做圆周运动的物体转过一周，所用时间叫做周期。符号,单位s
把单位时间内转过的圈数定义为频率。符号f。单位Hz或s-1
频率越高，表明物体做圆周运动的愉快
在技术中常用转速来描述圆周运动的快慢。把物体单位时间内转过的圈数定义为转速。符号n,单位r/s或r/min
转速越大，表明物体运动的越快。这三个物理量都可以用来描述圆周运动的快慢.
例如：做圆周运动的物体，转一圈儿，用了0.2秒。周期就是0.2秒，那么一秒转多少圈呢？ 学生：5圈，频率为5赫兹，转速是5r/。通过分析，我们可以知道。转速和频率没有区别。周期和频率之间的关系是互为倒数。
由于做匀速圆周运动的物体转一圈的时间都一样。所以匀速圆周运动是一种周期，频率，转速都不变的运动
教师：这是汽车仪表表盘的一张图片，从图片上我们会知道哪些信息？
学生：汽车速度的大小以及转速
教师：通过单位，我们就能判断出它所表示的物理量。转速在实际中有一定的应用，发电机、电动机转动的快慢就是用转速来表示的。转速也是计算机硬盘和光驱性能的重要的指标。
通过举例，确定分析问题的方法，确立物理量间的关系，准确理解
五．描述圆周运动的几个物理量间的关系
1.线速度与角速度关系：
讨论：
①当v一定时，与r成反比
②当一定时及v与r成正比
③当r一定时，v与成正比
六.常见的传动装置:
1.同轴转动： 同轴转动轮上各点的角速度、周期相等，线速度与圆周半径成正比 2.皮带传动、齿轮传动 同一传动各轮边缘上点的线速度相等，角速度与半径成反
五．描述圆周运动的几个物理量间的关系 教师：我们一共学习了几个物理量？ 学生：5个
教师：这些物理量都是用来描述圆周运动快慢的，那么它们之间有什么关系呢？
我们先来研究线速度与角速度之间的关系： （学生自主探究，推导线速度与角速度之间的关系，教师巡回指导学生分析推导过程） 教师：有没有和陈名楷同学的推导方法不一样的？
（实物投影另一学生的推导方法）
教师：我们得到线速度和角速度之间的关系，V=r w 。那么能不能说线速度与半径成正比，角速度与半径成反比呢？ 学生：不能
教师：那如何来表述呢？ 学生：
当r 一定时，V 与w 成正比 当w 一定时，V 与r 成正比 当V 一定时，w 与r 成反比
教师：这是线速度和角速度之间的关系，那么线速度与其他物理量之间的关系，以及角速度和其他物理量之间的关系又是怎样的呢？ （学生推导描述我圆周运动快慢的各物理量之间的关系，教师个别指导学生分析，并回答学生在分析过程中的问题）
六.常见的传动装置: 教师：在生活中，我们会经常看见这样的装置： 1、同轴转动
这是可以转动的轮，当轮转动的时候，A 、B 两点相同的物理量是什么呢？ 学生：角速度相等
学生自主探究，培养学生独立思考、解决问题的能力
启发引导学生对实际问题分析，培养分析问题能力，达到学以致用，学有所得
比
因为相同的时间它们转过的角度相同，因此它们线速度的大小与半径成正比。 2、皮带传动、齿轮传动
还有皮带传动和齿轮传动，轮边缘处的点相同的物理量又是什么呢？
学生：线速度的大小
教师：小齿轮顺时针转动，那么大齿轮的传动方向如何？
学生：逆时针方向
教师：我们来分析这道问题，当A轮顺时针传动的时候，那么B轮和C轮的传动方向如何呢？A轮和C轮上的点线速度什么关系？
学生：B轮逆时针方向传动 C轮顺时针方向传动
A轮和C轮上的点线速度大小相等
教师：自行车是一种常用的交通工具，我们来分析一下自行车上有哪些传动机构。
培养学生利用知识分析、解决问题，提高学生应用知识的能力。
A
B
C
课后小结： 1、圆周运动的概念
2、描述圆周运动的几个物理量及其关系
3、匀速圆周运动的特点及性质
(1)线速度大小不变,方向时刻变化,是变速运动 (2)速率、角速度、周期、频率、转速都不变
4、常见的传动装置: 同轴转动、皮带传动、齿轮传动
教师：链轮、飞轮、后轮，其中链轮和飞轮通过链条传动，两轮边缘点的线速度大小相等，飞轮和后轮是同轴转动，两者的角速度相等，我们可以建立这样的物理模型，
能更直观地反映出它们之间的关系，那么，自行车行驶的速度与后轮边缘点的线速度的大小是什么关系呢？） 学生：相等
教师：因此只要我们计算出后轮边缘点的线速度，也就知道了自行车行驶的速度。
（学生总结本节课的内容）
（1）什么是圆周运动。
（2）描述圆周运动快慢的几个物理量，线速度，角速度，周期，频率和转速，以及这些物理量之间的关系。
（3）什么是匀速圆周运动，匀速圆周运动的是线速度的大小、角速度、周期、频率、转速都不变的运动，是一种变速曲线运动。
（4）常见的两种传动装置，同轴传动皮带或齿轮传动。
学生明确本节课的主要内容，知识系统化 培养学生总结归纳能力，语言表达能力
布置作业
板书设计 教学反思
1、预习2.3的内容 2、题单中的练习
2.1 圆周运动
描述圆周运快慢的物理量 线速度v =ΔS/Δt
角速度 ω=Δθ/Δt
周期 T
频率 f
转速 n
本节课概念较多，一些物理量较抽象，教学中为了避免学生学习乏味，联系各种日常生活中常见的现象，想办法设计了演示实验和学生分组实验，采用小组合作探究的方式，利用多媒体课件，创设物理情境，以激发学生学习积极性，引导和启发学生思考、讨论、认识现象，建立概念，帮助学生建立形象直观的认识，降低难度，把抽象的物理量具体形象化，便于学生接受。
整个教学过程实现了学生地位、教师角色、教学模式的转变，学生由被动的知识接受者转变为主动参与的学习主体，通过本节课的教学达到“学生自己发现规律，得出结论，问题由学生自主解决”的目的。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
