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课题

6.1 圆周运动

教学内容分析

本节涉及圆周运动、匀速圆周运动，以及描述匀速圆周运动的线速度、角速度、周期和转速等概念。圆周运动与日常生产、生活紧密相连，学好圆周运动的知识，不仅为解释生活中的现象和解决相关问题奠定了基础，也为下一章学习万有引力定律打下了知识基础。需要指出的是，高中物理不研究刚体的转动问题。

学情分析

学生虽然已经具备了较为完备的直线运动的知识和曲线运动的初步知识，并学会了用比值定义法描述匀速直线运动的快慢，尽管如此，但由于匀速圆周运动的特殊性和复杂性以及学生认知水平的差异，本节课的内容对学生来讲仍然是一个不小的台阶。

教学目标

1.会用线速度、角速度、周期、转速描述圆周运动及它们直接的关系。

2.知道匀速圆周运动的定义。

教学

重难点

1.会用线速度、角速度、周期、转速描述圆周运动及它们直接的关系。（重点）

2.掌握同轴传动和皮带传动的特点，分析比较各物理量。（难点）

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

观察与思考：观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？

思考与讨论：

将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快一些？你能说出判断运动快慢的依据吗？

方法总结：

1.相同时间内，比较物体通过的圆弧的长短；

2.相同时间内，比较物体转过的角度大小；

3.物体转一圈，所用时间的长短；

4.相同时间内，比较物体转过的圈数多少。

学生观察图片总结运动的特点

学生根据经验，思考讨论描述圆周运动快慢的方法

学生分享总结方法

明确本节课要研究的运动形式

为圆周运动描述物理量的讲授做铺垫

与直线运动运动快慢描述方法做类比

讲授新课

一、线速度

(一)线速度大小和方向

1.定义：质点做圆周运动通过的弧长Δs和所用时间Δt的比值叫做线速度的大小。

2.大小：v＝Δt(Δs)；单位：m/s。

3.方向：沿圆周在该点的切线方向上，与半径垂直。

(二)匀速圆周运动

1.定义：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。

思考：匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗？

2.匀速圆周运动是变速运动。

二、角速度

思考与讨论：

自行车前进时，由于链条不可伸长，也不会脱离齿轮打滑，因而大、小齿轮边缘的点在相等时间内通过的弧长是相等的，即线速度大小相等。但同时也可注意到，由于两个齿轮的半径不同，相等时间内它们转过的角度不同。但在同一个轮上的所有点在相同时间内转过的角度却相同。我们该如何描述这种相同和不同呢？

【要点总结】

1.定义：质点所在的半径转过的角度Δθ和所用时间Δt的比值。

2.公式：ω＝Δt(Δθ)。

3.理解：描述圆周运动转动快慢的物理量，角速度越大，转动的越快。

4.单位：rad/s 或 s^-1

5.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。

三、周期

思考与讨论：

旋转木马上的人随旋转木马一起做圆周运动，我们会发现人运动一周又回到他开始的位置，说明了人的运动具有什么特点？为了描述这个特点我们可以用什么样的物理量描述？

【要点总结】

1.周期

(1)定义：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间，用T表示。

(2)单位：s

(3)周期越大，运动的越慢。

2.转速

(1)定义：表示的是物体在单位时间内转过的圈数。

(2)单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min）

(3)转速越大，运动的越快。

(4)转速和周期关系：n=

四、线速度与角速度的关系

思考与讨论：

线速度的大小描述了做圆周运动的物体沿着圆弧运动的快慢，角速度的大小描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢。它们之间有什么关系呢？

(一)线速度与角速度的关系

设图中物体做圆周运动的半径为 r，由 A 运动到 B 的时间为 Δt，AB 弧的弧长为 Δs，AB 弧对应的圆心角为 Δθ。

思考与讨论：

周期和转速的大小也可以描述了做圆周运动的物体运动的快慢，那么线速度和角速度的大小与周期和转速之间有什么关系呢？

(二)线速度、角速度与周期、转速的关系

设图中物体做圆周运动的半径为 r，周期为T，转速为n，由 A 运动到 B 的时间为 Δt，AB 弧的弧长为 Δs，AB 弧对应的圆心角为 Δθ。

【例题】一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为 4.0 m。当他的线速度为 2.0 m/s 时，他做匀速圆周运动的角速度是多少？周期是多少？

思考与讨论：

根据v＝ωr，你认为速度v与角速度ω成正比的这样一个结论是否成立呢？如果不成立，是何种原因呢？

三、课堂练习

学生识记记录线速度的概念

学生识记记录匀速圆周运动的概念

学生分组思考讨论，分析最后的讨论结果

学生识记记录角速度的概念

学生分组思考讨论，分析最后的讨论结果

学生识记记录周期和转速的概念

学生思考讨论

学生参与物理量关系公式推导

学生思考讨论

学生参与物理量关系公式推导

学生应用关系计算

学生思考讨论分析结果

讲解线速度的概念、大小和方向

明确运动圆周运动的概念，特别是“匀速”两个字的理解

为角速度概念的讲解做铺垫

讲解角速度的概念、大小

为周期概念的讲解做铺垫

讲解周期和转速的概念、大小

引导学生思考线速度和角速度的关系

通过推导明确线速度和角速度的确定关系

通过推导明确线速度、角速度与周期、转速的确定关系

强化公式的应用

让学生明确线速度和角速度成正比的条件

强化巩固

课堂总结

板书设计

6.1 圆周运动

一、线速度

1.表达式：v＝Δt(Δs)。

2.方向：为物体做圆周运动时该点的切线方向。

二、角速度

1.表达式：ω＝Δt(Δθ)。

2.单位：弧度每秒，符号是rad/s。

三、周期

1.周期

(1)定义：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间，用T表示。

(2)单位：s

2.转速

(1)定义：表示的是物体在单位时间内转过的圈数。

(2)单位：转/秒（r/s）或转/分（r/min）

四、线速度与角速度的关系

1.线速度与角速度的关系：v=ωr

2.线速度、角速度与周期、转速的关系：v=；ω=；v=2πnr；ω=2πn。

作业设计

教学反思与评价