高中物理人教版 (新课标)必修24.圆周运动教案及反思

第五节  圆周运动

一、设计思路

本节课从运动学角度来研究圆周运动，围绕着如何描述圆周运动的快慢展开，要求理清各物理量的相互联系，并能在具体问题中加以应用。

本节在教学中的地位是建立匀速圆周运动模型，指导学生在今后的学习中会处理一类近似圆周运动。思路与方法是从学生熟知的生活和游戏让学生认识圆周运动，主要手段是让学生说出他们所了解的圆周运动。教师来演示圆周运动实例。

本节内容概念多，需要说明的问题也比较多，教学时可以与描述直线运动的概念进行类比，从中进一步渗透极限观点。教材虽然只给出了线速度和角速度的定义，教学中可以引导学生进一步推导匀速圆周运动情境下角速度、线速度与周期的关系（较高要求）。

要求学生根据问题与练习中第4题推导出自行车速度的表达式，测定自己骑自行车时前进的速度。

二、教学目标

（一）知识与技能

1．知道什么是圆周运动,理解什么是匀速圆周运动。

2．运用极限理论定义线速度，知道线速度的物理意义、定义式、矢量性，知道匀速圆周运动线速度的特点。

3．知道角速度物理意义，定义式及单位。了解角速度、周期和转速的关系并能推导具体表达式（较高要求）。

4．掌握线速度和角速度的关系，能在具体情境中确定线速度和角速度与半径的关系

（二）过程与方法

1．通过学生自身转动体验物体作圆周运动，认识物体运动快慢的程度。

2．通过观察探究自行车大齿轮、小齿轮、后轮的质点都做圆周运动，那些质点运动的更快些，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。

（三）情感、态度与价值观

1．经历观察、分析总结学习活动，培养学生尊重客观事实、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，培养学生通过理性思维得出正确结论的能力。

  三、教学重点和难点

教学重点：1、理解线速度、角速度和周期概念及其关系

教学难点：1、由线速度平均值引出瞬时值及其矢量性2、由已知的数学知识推导出表达式v=rω。3、准确地描述圆周运动的快慢必须引入瞬时线速度线，“线”是区别“角”的,采用变量递进的数学方法培养学生的极限观点、锻炼学生的思维方式，使学生认识理解问题处于变化中。

四、教学内容及其变化

本节所包含的教学内容包含正文、思考与讨论、问题与练习等三部分。其中正文包括线速度、角速度及其单位、线速度与角速度的关系三部分。

1、新教材从学生生活和游戏的实际引入圆周运动符合学生的认知水平，旧教材只是文字描述。

2、新教材有平均线速度引入瞬时线速度采用极限理论，旧教材只是相等时间弧长相等。

3、新教材注重角速度的单位及推导v=rω表达式过程并且较多地运用数学知识，让学生体会数学知识在解决物理问题中的作用。

4、新教材要求学生会读写每个概念的英语单词，旧教材没有。（较高要求）

五、教学过程

（一）、导入新课

让学生从身边熟悉的运动中举例说明哪些运动是圆周运动（如电风扇、唱片机、转门、时钟等），并且让学生体验自己做圆周运动（手、臂）启发学生手和臂运动的快慢是否一样（注意弧长）和观察相应的视频。

（二）、新课教学

指导学生观察自行车大齿轮、小齿轮和后轮上三个点的运动快慢，提出述圆周运动的物体运动快慢的问题。

引导学生讨论：你认为这三个点运动的快慢如何？你怎样考虑的？

要想回答这个问题，自然就引出了如何描述圆周运动物体的快慢程度的课题，可以让学生分组讨论，回答的结论大致应该是：

（1）通过确定这三个点单位时间通过的弧长，来描述运动快慢

（2）通过确定这三个点与圆心的连线在单位时间烧过的圆心角，来描述转动快慢

（3）通过确定这三个点运动一周所需要的时间长短，来描述转动快慢

以观察现象和讨论为基础，进一步引导学生认识物体运动的轨迹形状及分析物体运动的特点，从而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。

1、线速度（linear velocity）

用物体通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值来量度快慢

v=Δl/Δt

此比值表示由A到B的平均速度地快慢，当时间很短时Δt趋于零比值非常接近A点的速度，并且v⊥r。当v大小不变时称之为匀速圆周运动，注意到匀速圆周运动线速度方向时刻改变，大小不变。这里的“匀速”是指速率不变，所以线速度在变化。

教师提醒：

线速度是描述质点圆周运动快慢的物理量，但质点运动快与转动的快不是一回事，所以引入角速度来描述致电转动的快慢。                            

2、角速度（angular velocity）

①启发学生自行车大、小齿轮转动快慢是否相同，学生容易得出结论。

用物体与圆心连线转过的角度△θ与所用时间Δt之比值

ω=Δθ/Δt

②角速度单位启发引导学生单位不同则不同讨论得出角速度单位弧度每秒（rad/s）。

③角速度、周期、转速关系（较高要求）物体运动一周所用时间T叫做周期，单位时间内的转动的圈数n叫转速。

ω=2л/T=2лn

思考与讨论：

如图砂轮转动时，砂轮上A、B、C的线速度是否相等？角速度是否相等？启发学生回答此问题。

3、角速度与线速度的关系

引导学生得出在同一圆周运动的A、B两点线速度与角速度之间的关系？

让学生描述出在数学上的关系得出：

△l=Δθr

同除Δt得

V=ωr

学生得出结论：在圆周运动中，线速度大小等于角速度大小与半径的乘积。

课后探究：

根据问题与练习第4题提示，推导自行车前进速度和自行车轮盘转速的关系式，测出自己骑自行车匀速运动时的车速。与其他人比较，差别有多大。

六、教学评价（A、较好 B、一般  C、较差）

1、学生对知识与技能掌握情况

2、学生在认知活动中参与水平

3、分析综合能力、语言表达能力、学生的交流意识、合作精神与能力的情况

七、点评

本节课在教学中的地位是建立匀速圆周运动模型，指导学生在今后的学习中会处理一类近似圆周运动。思路与方法是从学生熟知的生活和游戏让学生认识圆周运动，主要手段是让学生说出他们所了解的圆周运动。新科标要求使物理贴近学生生活，联系社会实际，实现三维目标，因此选取探究自行车大齿轮、小齿轮、后轮的质点都做圆周运动，那些质点运动的更快些，这一让学生感兴趣的生活实例，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，从而达到了新科标的要求。课后探究测出自己骑自行车匀速运动时的车速。与其他人比较，差别有多大。能激发学生的学习兴趣，关注科学探究学习目标的达成。