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圆周运动教案
作为一名默默奉献的教育工作者,很有必要精心设计一份教案,教案是实施教学的主要依据,有着至关重要的作用。那么你有了解过教案吗?下面是小编精心整理的圆周运动教案,欢迎阅读与收藏。
圆周运动教案1
【教材分析】
本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节,是《曲线运动》一章的最后一节。学习本节内容既是对圆周运动规律的复习与巩固,又是后面继续学习天体运动规律的基础,具有承上启下的作用。教材安排了铁路的弯道,汽车过拱桥,航天器中的失重现象,离心现象四个方面的内容,如果面面俱到,难免会蜻蜓点水,为了在教学中突出重点、分散难点,我将教材内容进行了重新整合,分两课时完成。本课为第一课时主要讨论铁路弯道的设计意图。
【学情分析】
通过前面的学习,学生已经对圆周运动有了较为清晰地认识,但是对于向心力的概念理解还不够深入。同时高一的学生思维活跃,求知欲强,他们很希望参与到课堂中来,自主的解决问题。
【三维学习目标】
过程与方法
知识与技能
情感态度和价值观
经历观察思考,自主探究,交流讨论等活动
进一步理解向心力的概念。
能在具体问题中找到向心力的来源
培养学生的团队精神,合作意识;感悟科学的严肃性,培养学生严谨的学风
教学重点和难点:在具体问题中找到向心力的来源
【教学策略】
1.教法:使用情境激趣、设疑引导、适时点拨的方式引领学生的学习;
2.学法:学生在教师的引领下,通过观察现象、自主探究、交流讨论等方式参与到课堂中来,体验求知乐趣,成为学习的主人。
3.教学资源:
(1)多媒体课件;
(2)演示教具:电动仿真火车;
(3)自制教具:车轮模型、弯道模型;
(4)分组探究教具:仿真火车和轨道模型、橡皮泥、一次性纸杯和小球。
【教学过程】
一、设置情景、引入新课
首先,播放一段描述火车转弯时脱轨的事故的视频,将学生的注意力吸引到火车转弯这一具体情境中来。我就此提出两个问题:1.火车转弯时的限定速度是怎样规定的?2.火车超速时为什么容易造成脱轨事故?学生带着问题进入课堂,既引起了他们的兴趣,又为他们的学习指明了方向。
二、复习巩固、明确方法
我通过提问的方式,帮助学生回忆计算向心力的常用公式,然后,设置情景,让学生对做圆周运动的物体做出受力分析并找到向心力的来源。
情景一:物块随圆盘做匀速圆周运动。
情景二:小球在杯子内壁做圆周运动。此情景并没有直接展示给学生,而是提出问题:“你能不用手接触小球,而不使小球落入杯底吗?注意,要保证杯口朝上。”让学生自己设计出小球的运动方式,并对杯中小球的运动情况作出受力分析。通过这种方式让学生参与到课堂中来,提高了学生的学习兴趣。而后,教师做出总结:分析圆周运动问题,就是要通过运动分析求出物体需要多大的向心力,通过受力分析找到谁在提供向心力,从而建立供需平衡方程,这是解决圆周运动问题的一般思路。
三、设疑引导、自主探究
这一部分集中了本节的重点和难点,为了降低学习难度,我巧设梯度,从以下三个部分组织教学:
1.认识火车车轮的结构特点
首先教师使用教具──电动模型小火车,分别展示火车在水平桌面和水平弯曲轨道上的运动,学生通过观察和对比,认识到火车转弯要靠铁轨和车轮的作用。然后,学生使用分组探究教具──仿真小火车(如图),观察车轮和轨道结构,描述火车车轮结构特点。学生遇到困难时,教师利用自制教具──模型车轮,加深学生对车轮结构的印象,并提示学生思考车轮轮缘的作用。
进一步提出问题:生活中还有什么地方用到了类似的轮子结构?通过学生的回答,和图片的`展示(学校门口的电动拉门的轮子),使学生认识到这一结构在生活中也是常见的,从而拓展了学生的认识。接着提问学生:你认为火车在水平轨道上转弯时向心力来自哪里?经过观察和思考,学生已经不难想到向心力的来源。而后追问:你认为这样的转弯方式有什么弊端吗?学生通过思考,结合上课之初播放的视频,不难回答出这样做的危害性。
2.真实的火车弯道的情况
那么设计师有什么好的方法吗?通过提问,了解学生对实际铁路弯道特点的认识情况。而后通过图片,使学生认识铁路弯道处内轨低而外轨高的特点;从而发出疑问,弯道处这样设计的用意何在呢?
提示学生从受力分析入手,找到此时向心力的来源,并要求学生画出受力分析图。
除了正确的分析外,学生很可能将重力与支持力的合力画成沿斜面向下,这是对弯道的圆心位置分析不清造成的,对学生可能做出的两种向心力的方向,我不直接评论对错,而是使用分组探究教具──橡皮泥,引导学生自己做出一段铁路的弯道处的路基。我使用自制教具,展示给学生弯道处路基的特点,让学生的制作有所参照。学生在合作中,制作出一段路基的形状。培养了学生的动手能力和交流合作的能力。弯道做成后,学生一般并不能由此直接找到向心力的正确方向,此时,我提示学生将橡皮泥做成的部分弯道拉长、补合为一个完整的环形弯道,学生不难发现,弯道的内侧与碗的内壁相似,进而认识到和杯子内壁的相似性,把小球在杯子内壁的运动与火车在弯道处的运动作对比分析。经过这样两步,学生已经不难得出正确的受力分析。成功的突破了这一教学难点。
然后趁热打铁,引导学生从定性到定量,写出重力与支持力的合力的表达式,为下一步的学习做好准备。
3.假如你是设计师
为了解决开课时提出的两个问题,我设计了第三部分──假如你是设计师。
首先,设置情境:你设计了一段半径为r,倾角为θ的铁路弯道,你会如何规定火车转弯的速度?提示学生从解决圆周运动一般本思路出发,从供需平衡关系入手,列出方程,从而得出限定速度的表达式。从表达式的得出过程,引导学生理解,限定速度的规定实际是为了保证由重力和支持力的合力提供向心力,从而避免车轮和铁轨间的挤压,保证行车安全。
接着,通过演示实验,让学生观察在杯内转动过快的小球从杯中飞出的过程,提示学生思考,如果火车速度过快会怎么样呢?学生已经不难认识到火车速度过快会使火车脱轨的问题。而后引导学生用供需平衡条件来解释这一问题,深化了学生认识。为了突出重点,这里不提出离心现象这一问题。只是通过现象的分析和认识为离心现象的教学做好铺垫。
四、总结方法、完善认识
通过本节的教学不仅要使学生认识到解决圆周运动问题的一般方法,更重要的是使他们认识到火车转弯的模型在生活中是普遍存在的,认识到生活中的简单现象往往就是解决实际问题的灵感的来源。进一步启发学生,还有哪些生活中的运动也使用了相同的设计思想?使学生认识到自行车转弯、汽车转弯也有相似的情况,从而从特殊到一般,深化学生的认识。同时通过对事故原因的科学分析,使学生认识到尊重规律的重要性,培养学生严谨的学习态度。
五、布置作业、课后拓展
课后作业是学生再学习的重要途径,本节课后我安排了两项作业。旨在让学生巩固知识的同时,认识物理与社会的联系,将对学生的知识教育和情感教育引向课外。
1.课后练习1、2题。
2.了解中国铁路提速情况,查找资料,提出你对铁路建设的建议。
【板书设计】
【总体设计思想】
本节课的设计思想是借助问题给学生一个思维的支点,在教师的引领下,从分析生活中的简单现象入手,找到一般规律。在新的问题情境中思考、发现生活中的模型。通过类比,把日常生活中的知识联系到新问题的解决当中,在加深知识理解的过程中,也培养了分析应用能力。同时,通过对事故原因的分析,培养学生严谨科学的分析方法和认真负责的工作态度。体现“从生活走向物理、从物理走向社会”的物理教学理念。
圆周运动教案2
【学习目标】
1.根据实例归纳圆周运动的运动学特点,知道它是一种特殊的曲线运动,知道它与一般曲线运动的关系。
2.理解表征圆周运动的物理量,利用各物理量的定义式,阐述各物理量的含义及相互关系。
3.知道圆周运动在实际应用中的普遍性。用半径、线速度、角速度的关系揭示生活、生产中的圆周运动实例。从而对圆周运动的规律有更深刻的领悟。
【阅读指导】
1.圆周运动是____________的一种,从地上物体的运动到各类天体的运动,处处体现着圆周运动或椭圆运动的和谐之美。物体的___________________的运动叫做圆周运动。
2.在课本图2-1-1中,从运动学的角度看有什么共同的特点:_____________________ ________________________________________________________________。
3.在圆周运动中,最简单的一种是______________________。
4.如果质点沿圆周运动,在_____________________________,这种运动就叫做匀速圆周运动。
5.若在时间t内,做匀速圆周运动的质点通过的弧长是s,则可以用比值________来描述匀速圆周运动的快慢,这个比值代表___________________________,称为匀速圆周运动的_____________。
6.匀速圆周运动是一种特殊的曲线运动,它的线速度就是________________。这是一个________量,不仅有大小,而且有方向。圆周运动中任一点的线速度方向就是_______________。因此,匀速圆周运动实际是一种__________运动。这里所说的“匀速”是指________________的意思。
7.对于做匀速圆周运动的质点,______________________________的比值,即单位时间内所转过的角度叫做匀速圆周运动的_________________,表达式是____________,单位是_____________,符号是________;匀速圆周运动是_______________不变的运动。
8.做匀速圆周运动的物体__________________________叫做周期,用符号____表示。周期是描述________________的一个物理量。做匀速圆周运动的物体,经过一个周期后会_____________________。
9.在匀速圆周运动中,线速度与角速度的关系是_______________________。
10.任何一条光滑的曲线,都可以看做是由___________________组成的,__________叫做曲率半径,记作_____,因此我们就可以把物体沿任意曲线的运动,看成是__________
______________的运动。
【课堂练习】
夯实基础
1.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是( )
A.相等的时间内通过的路程相等
B.相等的时间内通过的弧长相等
C.相等的时间内通过的位移相等
D.相等的时间内通过的角度相等
2.做匀速圆周运动的物体,下列哪些物理量是不变的( )
A.速率 B.速度 C.角速度 D.周期
3.某质点绕圆周运动一周,下述说法正确的是( )
A.质点相对于圆心是静止的 B.速度的方向始终不变
C.位移为零,但路程不为零 D.路程与位移的大小相等
4.做匀速圆周运动的物体,其线速度大小为3m/s,角速度为6 rad/s,则在0.1s内物体通过的.弧长为________m,半径转过的角度为_______rad,半径是_______m。
5.A、B两质点分别做匀速圆周运动,在相同的时间内,它们通过的弧长之比sA:sB=2:3,而转过的角度之比 =3:2,则它们的周期之比TA:TB=________,角速度之比 =________,线速度之比vA:vB=________,半径之比RA:RB=________。
6.如图所示的传动装置中,已知大轮A的半径是小轮B半径的3倍,A、B分别在边缘接触,形成摩擦转动,接触点无打滑现象,B为主动轮,B转动时边缘的线速度为v,角速度为ω,试求:
(1)两轮转动周期之比;
(2)A轮边缘的线速度;
(3)A轮的角速度。
能力提升
7.如图所示,直径为d的圆筒,正以角速度ω绕轴O匀速转动,现使枪口对准圆筒,使子弹沿直径穿过,若子弹在圆筒旋转不到半圈时,筒上先后留下a、b两弹孔,已知aO与bO夹角60°,则子弹的速度为多大?
8.一个大钟的秒针长20cm,针尖的线速度是________m/s,分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为________s。
第1节 描述圆周运动
【阅读指导】
1. 曲线运动,运动轨迹是圆的。
2. 做圆周运动的物体通常不能看作质点;物体各部分的轨迹都不尽相同,但它们是若干做圆周运动的质点的组合;做圆周运动的各部分的轨迹可能不同,但轨迹的圆心相同。
3.快慢不变的匀速(率)圆周运动。
4.相等的时间里通过的圆弧长度相等。
5.S/t,单位时间所通过的弧长,线速度。
6.质点在圆周运动中的瞬时速度,矢,圆周上该点切线的方向,变速,速率不变的。
7.连接质点和圆心的半径所转过的角度,角速度,ω=φ/t,弧度每秒,rad/s,角速度。
8.运动一周所用的时间,T,匀速圆周运动快慢,重复回到原来的位置及运动方向。
9. V=Rω。
10.一系列不同半径的圆弧,这些圆弧的半径;ρ;物体沿一系列不同半径的小段圆弧。
【课堂练习】
1. A 2. A、C、D 3. C 4. 0.3,0.6,0.5.5. 1:2,2:1,1:4。
6.小。7. V=3dω/2π
圆周运动教案3
一、教学目标
1.知识目标
(1)知道什么是匀速圆周运动
(2)理解什么是线速度、角速度和周期
(3)理解线速度、角速度和周期之间的关系
2.能力目标
能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题
3.德育目标
通过描述匀速圆周运动快慢的教学,使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。
二、教学重点、难点分析
1.重点:匀速圆周运动及其描述
2.难点:对匀速圆周运动是变速运动的`理解
三、教学方法
讲授、推理、归纳法
四、教具
投影仪、投影片、多媒体、能够转动的圆盘
五、教学过程
(一)引入新课
在曲线运动中,轨迹是圆周的物体的运动是很常见的,如转动的电风扇上各点的运动,地球和各个行星绕太阳的运动等,今天我们就来学习最简单的圆周运动──匀速圆周运动。
(二)进行新课
1.速圆周运动
(1)圆周运动
【观察、举例】一个电风扇转动时,其上各点所做的运动,轨迹都是圆;开门或关门时门上各点的运动,轨迹都是一段圆弧。地球和各个行
匀速圆周运动
圆周运动教案4
教学重点:
线速度、角速度、周期的概念
教学难点:
各量之间的关系及其应用
主要设计:
一、描述匀速圆周运动的有关物理量.
(一)让学生举一些物体做圆周运动的实例.
(二)展示课件
1、齿轮传动装置
课件
2、皮带传动装置
为引入概念提供感性认识,引起思考和讨论
(三)展示课件
3、质点做匀速圆周运动
可暂停.可读出运行的时间,对应的弧长,转过的圆心角,进而给出线速度、角速度、周期、频率、转速等概念.
二、线速度、角速度、周期间的关系:
(一)重新展示课件
1、齿轮传动装置.让学生体会到有些不同的点线速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的`点角速度、周期相同,但线速度大小不同;进而此导同学去分析它们之间的关系:
探究活动
观察与测量:请研究一下自行车飞轮与中轴轮盘通过链条的连接关系:测量一下各自的半径,并思考验证两轮的角速度关系,边缘点的线速度大小关系;有条件的话研究一下“变速自行车”的变速原理.
圆周运动教案5
一、教材分析
本节内容选自人教版物理必修2第五章第4节。本节主要介绍了圆周运动的线速度和角速度的概念及两者的关系;学生前面已经学习了曲线运动,抛体运动以及平抛运动的规律,为本节课的学习做了很好的铺垫;而本节课作为对特殊曲线运动的进一步深入学习,也为以后继续学习向心力、向心加速度和生活中的圆周运动物理打下很好的基础,在教材中有着承上启下的作用;因此,学好本节课具有重要的意义。本节课是从运动学的角度来研究匀速圆周运动 ,围绕着如何描述匀速圆周运动的快慢展开,通过探究理清各个物理量的相互关系,并使学生能在具体的问题中加以应用。
(过渡句)知道了教材特点,我们再来了解一下学生特点。也就是我说课的第二部分:学情分析。
二、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。
(过渡句)基于以上的教材特点和学生特点,我制定了如下的教学目标,力图把传授知识、渗透学习方法以及培养兴趣和能力有机的融合在一起,达到最好的教学效果。
三、教学目标
【知识与技能】
知道描述圆周运动快慢的两个物理量——线速度、角速度,会推导二者之间的关系。
【过程与方法】
通过对传动模型的应用,对线速度、角速度之间的关系有更加深入的了解,提高分析能力和抽象思维能力。
【情感态度与价值观】
在思考中体会物理学科严谨的逻辑关系,提高分析归纳能力,养成严谨科学的学习习惯。
(过渡句)基于这样的教学目标,要上好一堂课,还要明确分析教学的重难点。
四、教学重难点
【重点】
线速度、角速度的概念。
【难点】
1.二者关系的推导过程;
2. 对匀速圆周运动是变速运动的理解。
(过渡句)说完了教学重难点,下面我将着重谈谈本堂课的教学过程。
五、教学过程
首先是导入环节:
在这个环节中,我将展示生活中的一些运动,如摩天轮、脱水桶等,引导学生找相似点:运动轨迹是一些圆,从而引出,这种轨迹为圆周的运动叫做圆周运动——引出课题。
接下来,我会顺势让学生再例举生活中的圆周运动,然后提出问题,直线运动我们用单位时间内的位移来描述物体的运动快慢,那么对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢?
【意图:这个问题我采用类比的方式去提问,一方面让学生回顾前面学过的直线运动,另一方面让学生带着问题去思考二者的不同,有效的启发了学生的思维,很顺利的过渡到了接下来要讲的线速度和角速度。】
学习线速度的概念时,我会用flash配合实物电风扇的`页片,让学生观察当用手缓慢拨动页片转动时,页片上分别标记的红、蓝两种与圆心距离不等的点的运动情况,哪个快那个慢。学生可以讨论发现相同的时间里,通过的弧长长的点运动得快。于是我们就可以用二者的比值来表示线速度的大小,而且我会引导学生去发现,当时间t足够小的时候,所对于的弧长也非常短,接近于圆弧上的一个点,因此线速度是瞬时速度,它的方向也就是在圆周各点的切线方向。另外还需让学生讨论交流“匀速圆周运动”中“匀速”的含义。
【意图:这是本堂课的一个难点,学生很容于将这里的匀速理解为速度不变。所以在这里我会再次强调速度的矢量性,它既有大小也有方向,这里的“匀速”其实是指“匀速率”,线速度大小不变,但是线速度的方向在时刻改变。】
接下来在学习角速度的概念时,应向学生说明这个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的,即物体做匀速圆周运动时,每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应,因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间比值来描述,由此引入角速度的概念。但是在讲述角速度的概念时,不需要向学生强调角速度的矢量性。因为这个会在大学学习刚体力学的时候才学,需要用右手螺旋定则确定。
明确了两个概念之后,本堂课的一大重点就解决了,而依据教学目标,以及学生在学习过程和实际操作中暴露出的问题,如何去推导线速度、角速度之间的数学关系又是本堂课的又一难点。在这里我将带领学生去回顾数学中的表达式,然后让学生自己动手推导。
接下来在巩固提升环节,我将让学生观察自行车传动结构示意图中的大齿轮、小齿轮、后轮三个部分的转动,分析A、B、C三个点线速度、角速度的关系。
【意图:这是高中阶段比较典型额皮带传动问题,关键是要让学生明确两种情况下v和ω的关系:同轴、共线,在此基础上可以再提升难度:当三个轮子一起转的时候,又如何比较快慢,这样问题的设置层层深入,有梯度性,也符合学生的认知规律】
最后是小结作业环节,我将提出如下问题:除了线速度、角速度,还有一些可以用来描述快慢的物理量,如周期T、频率f,他们之间的关系又如何?可以让学生自己尝试推导这些物理量之间的关系。
圆周运动教案6
知识目标
1、进一步理解向心力的概念。
2、理解向心力公式,进一步明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用。
能力目标
1、培养在实际问题中分析向心力来源的能力。
2、培养运用物理知识解决实际问题的能力。
情感目标
1、激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯。
教学建议
教材分析
教材首先明确提出向心力是按效果命名的力,任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力,接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题。后面又附有思考与讨论,开拓学生的思维。
教法建议
1、培养学生分析向心力来源的能力,分析问题时,要首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析,并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力,就是提供给物体做圆周运动的向心力。
2、培养学生运用物体知识解决实际问题的能力。通过例题的分析与讨论(结合动画或课件),引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法。即:第一:根据物体受力情况分析向心力的来源,做匀速圆周运动的`物体。
第二:运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力。
第三:由物体实际受到的力提供了它所需要的向心力,列出方程求解。
3、可多举一些实例让学生分析。向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可由它们的合力提供。
4、在讲述汽车过拱桥的问题时,汽车做的是变速圆周运动,对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出:在变速圆周运动中,物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度,向心力公式仍是适用的。但要注意,对于物体做匀速圆周运动的情况,只有在物体通过最高点和最低点时,向心力才是合外力。同时,还可以向学生指出:此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象,是发生在圆周运动中的超重或失重现象。
圆周运动教案7
教学目标:
一、知识目标:
1、知道什么是匀速圆周运动
2、理解什么是线速度、角速度和周期
3、理解线速度、角速度和周期之间的关系
二、能力目标:
能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题。
三、德育目标:
通过描述匀速圆周运动快慢的教学,使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。
教学重点:
1、理解线速度、角速度和周期
2、什么是匀速圆周运动
3、线速度、角速度及周期之间的关系
教学难点:
对匀速圆周运动是变速运动的理解
教学方法:
讲授、推理归纳法
教学用具:
投影仪、投影片、多媒体
教学步骤:
一、导入新课
(1)物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?(例:转动的电风扇上各点的运动,地球和各个行星绕太阳的'运动等)
(2)今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标
1、理解线速度、角速度的概念
2、理解线速度、角速度和周期之间的关系
3、理解匀速圆周运动是变速运动
(二)学习目标完成过程
1、匀速圆周运动
(1)用多媒体投影一个质点做圆周运动,在相等的时间里通过相等的弧长。
(2)并出示定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同——这种运动就叫匀速圆周运动。
(3)举例:通过放录像让学生感知:一个电风扇转动时,其上各点所做的运动,地球和各个行星绕太阳的运动,都认为是匀速圆周运动。
(4)通过电脑模拟:两个物体都做圆周运动,但快慢不同
圆周运动教案8
教学目标
知识目标
1、认识匀速圆周运动的概念.
2、理解线速度、角速度和周期的概念,掌握这几个物理量之间的关系并会进行计算.
能力目标
培养学生建立模型的能力及分析综合能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生积极参与的意识.
教材分析
教材首先明确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,最后推导出线速度、角速度、周期间的关系,中间有一个思考与讨论做为铺垫.
教法建议
关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是:通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料,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.学习线速度的概念,可以根据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生认识弧长 与时间 比值保持不变的特点,进而引出线速度的大小与方向.同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.学习角速度和周期的概念时,应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的`特点和描述运动的需要而引入的.即物体做匀速圆周运动时,每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应,因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角 与时间t比值来描述,由此引入角速度的概念.又根据匀速圆周运动具有周期性的特点,物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述,为此引入了周期的概念.讲述角速度的概念时,不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲述概念的同时,要让学生体会到匀速圆周运动的特点:线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动.
关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是:结合课件引导学生认识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同,但它们之间是有联系的,并引导学生从如下思路理解它们之间的关系:
教学重点:线速度、角速度、周期的概念
教学难点 :各量之间的关系及其应用
主要设计:
一、描述匀速圆周运动的有关物理量.
(一)让学生举一些物体做圆周运动的实例.
(二)展示课件1、齿轮传动装置
课件2、皮带传动装置
为引入概念提供感性认识,引起思考和讨论
(三)展示课件3:质点做匀速圆周运动
可暂停.可读出运行的时间 ,对应的弧长 ,转过的圆心角 ,进而给出线速度、角速度、周期、频率、转速等概念.
二、线速度、角速度、周期间的关系:
(一)重新展示课件
1、齿轮传动装置.让学生体会到有些不同的点线速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的点角速度、周期相同,但线速度大小不同;进而此导同学去分析它们之间的关系
圆周运动是一种特殊的曲线运动,也是牛顿定律在曲线运动中的综合应用。描述圆周运动的物理量多,且许多物理量(力、加速度、线速度)在时刻变化,因此,本单元是必修教材中的重点、难点、和学生的学困点。教师如何根据自己的学生把握教材的难易,设计好教案,对顺利完成好本单元教学就显得非常重要。
1、向心力:一本参考资料给向心力下了如下定义:做圆周运动的物体所受到指向圆心的合外力,叫向心力。我认为这个定义是不确切的,其一是容易给学生产生误导,认为做圆周运动的物体要受到一个向心力的作用,其二、向心力是按力的作用效果命名的,它可以是某一个力、或几个力的合力、还可以是某种力的分力。鲁科版在本知识点教材处理比较好,先通过细绳栓一小球在光滑水平面做圆周运动的演示实验,分析其受力,得出:做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用,这个力叫做向心力。这个定义也比较科学,学生容易接受,且给等效力留了拓展空间,教师在后面的教学中,再通过圆周运动的实例引导学生逐渐认知向心力。在新课教学中,对有些复杂问题应循序渐进,不可一步到位。人教版教材是先学习向心加速度,根据牛顿第二定律,这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫向心力。这样给出向心力显得有点抽象,学生不容易接受。
2、向心加速度:人教版教材是通过质点做匀速圆周运动,找出△t时间内的速度变化量△v,△v△t求出平均加速度,当△t趋近零时,△v垂直于速度v,且指向圆心,既为质点在该位置的加速度,称向心加速度向心力向心加速度,然后给出加速度的公式。按此教学方案,逻辑性强,学生能知道向心加速度的来龙去脉,但由于用到了速度的失量差和极限概念,大部分学生感到学习困难,从课堂效果上看并不好,因此本教学方案适宜优秀学生。鲁科版教教材是通过圆周运动物体的受力分析,总结出做圆周运动的物体受到向心力的作用,那么它必然存在一个由向心力产生的加速度,这个加速度叫向心加速,方向与向心力方向一致,始终指向圆心,然后直接给出向心加速度的数学表达式,省去了复杂的数学推导,使教学难度大大降低,从课堂教学效果看:学生感觉容易接受,师生互动较为活跃。
圆周运动教案9
知识目标
1、进一步理解向心力的概念.
2、理解向心力公式,进一步明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用.
能力目标
1、培养在实际问题中分析向心力来源的能力.
2、培养运用物理知识解决实际问题的能力.
情感目标
1、激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯.
教材分析
教材首先明确提出向心力是按效果命名的力,任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力,接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题.后面又附有思考与讨论,开拓学生的思维.
教法建议
1、培养学生分析向心力来源的能力,分析问题时,要首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析,并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力,就是提供给物体做圆周运动的向心力.
2、培养学生运用物体知识解决实际问题的能力.通过例题的分析与讨论(结合动画或课件),引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法.即:
第一:根据物体受力情况分析向心力的来源,做匀速圆周运动的物体 .
第二:运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力 .
第三:由物体实际受到的力 提供了它所需要的`向心力 ,列出方程求解.
3、可多举一些实例让学生分析.向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可由它们的合力提供.
4、在讲述汽车过拱桥的问题时,汽车做的是变速圆周运动,对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出:在变速圆周运动中,物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度,向心力公式仍是适用的.但要注意,对于物体做匀速圆周运动的情况,只有在物体通过最高点和最低点时,向心力才是合外力.同时,还可以向学生指出:此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象,是发生在圆周运动中的超重或失重现象.
教学设计方案
匀速圆周运动的实例分析
教学重点:分析向心力来源.
教学难点:实际问题的处理方法.
主要设计:
一、讨论向心力的来源:
例如:万有引力提供向心力(人造地球卫星);弹力提供向心力(绳系小球在光滑水平面上的匀速圆周运动);摩擦力力提供向心力(物价在转盘上随转盘一起转动);合力提供向心力(圆锥摆等).
二、讨论火车转弯:
(一)展示图片1:火车车轮有凸出的轮缘.
(二)展示课件1:外轨作用在火车轮缘上的力F是使火车必须转弯的向心力.
(三)展示课件2:外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力.
(四)讨论:为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?
三、讨论汽车过拱桥:
(一)思考:汽车过拱桥时,对桥面的压力与重力谁大?
(二)展示课件3:汽车过拱桥在最高点的受力情况( 变 变)
(三)展示课件4:汽车过凹形桥时低点时的受力情况( 变 变)
(四)总结在圆周运动中的超重、失重情况.
探究活动
1、荡秋千时,你对秋千底座的压力大小恒定吗?请你想办法实际验证一下,并解释为什么?
2、请观察一下,建筑工地上用来砸实地面的“电动夯”工作时的情况:什么时候底座离开地面?什么时候砸向地面?为什么会出这样的结果?
圆周运动教案10
[科目]物理
[文件] wltb5.doc
[标题]六、圆周运动万有引力
[考试类型]同步测试
[内容]
一、圆周运动万有引力
1.关于圆周运动的下列论述正确的是()
a.做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内通过的位移都相等
b.做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内通过的路程都相等
c.做圆周运动的物体的加速度的方向一定指向圆心
d.做圆周运动的物体的线速度的方向一定跟半径垂直
2.如图6-1有一个空心圆锥面开口向上放置着,圆锥面绕几何轴线匀速转动,在圆锥面内表面有一个物体m与壁保持相对静止,则物体m所受的力为()
a.重力、弹力、下滑力共三个力
b.重力、弹力共两个力
c.重力、弹力、向心力共三个力
d.重力、弹力、离心力共三个力
3.一个水平的圆盘上放一个木块,木块随圆盘绕通过圆盘中心的竖直轴匀速转动,如图6-2所示。木块受到的圆盘所施的摩擦力的方向为()
a.方向指向圆盘的中心
b.方向背离圆盘的中心
c.方向跟木块运动的方向相同
d.方向跟木块运动的方向相反
4.长l的细绳一端固定,另一端系一个质量为m的小球,使球在竖直面内做圆运动,那么()
a.小球通过圆周上顶点时的速度最小可以等于零
b.小球通过圆周上顶点时的速度不能小于
c.小球通过最高点时,小球需要的向心力可以等于零
d.小球通过最高点时绳的张力可以等于零
5.人造卫星在轨道上绕地球做圆周运动,它所受的向心力f跟轨道半径r的关系是()
a.由公式f=
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无关
d.由公式f=2成反比
6.由于某种原因,人造地球卫星的轨道半径减小了,那么,卫星的()
a.速变率大,周期变小b.速率变小,周期变大
c.速率变大,周期变大d.速率变小,周期变小
7.关于同步定点卫星(这种卫星相对于地面静止不动),下列说法中正确的是()
a.它一定在赤道上空运行
b.同步卫星的高度和运动速率是一个确定的值
c.它运行的'线速度一定小于第一宇宙速度
d.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
8.两行星a和b各有一颗卫星a和b,卫星的圆轨道接近各自行星表面,如果两行星质量之比ma:mb=p,两行星半径之比ra:rb=q,则两个卫星周期之比ta:tb为( )
a.q·
二、填空题
9.质量为m的小球,沿着在竖直平面的圆形轨道的内侧运动,它经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v,当小球以2v的速度经过最高点时,这对轨道的压力是___________。
10.一个做匀速圆周运动的物体,如果轨道半径不变,转速变为原来的3倍,所需的向心力就比原来的向心力大40n,物体原来的向心力大小为___________;若转速不变,轨道半径变为原来的3倍,所需的向心力比原来大40n,那么物体原来的向心力大小为__________。
11.用长为l的细绳拴一质量为m的小球,当小球绕悬挂点o摆动经过最低点时,已知细绳的拉力为3mg 。若在小球经过最低点时,用细杆挡在绳中点o′如图6-3所示,则这时球对绳拉力的大小将是________
12.如图6-4所示的皮带传动装置,皮带轮o和o′上的三点a、b、c,oa=o′c=r,o′b=2r。则皮带轮转动时,a、b、c三点的运动情况是wa_wb_wc,va_ vb__vc,aa_ab_ac(填=,>,<=
13.两颗人造地球卫星,它们的质量之比为m1:m2=1:2,它们的轨道半径之比为r1:r2=1:3,那么它们所受的向心力之比f1:f2=______;它们角速度之比ω1:ω2=________。
14.如图6-5所示,在一水平转台上放置两个物体甲和乙,已知m甲=2m乙,两物体所受转台的最大静摩擦力与其质量成正比,则当转台转速逐渐增加时,________物体先滑动。
三、计算题:
15.司机为了能够控制驾驶的汽车,汽车对地面的压力一定要大于零。在高速公路上所建的高架桥的顶部可以看作是一个圆弧。若高速公路上汽车设计时速为180km/h,求高架桥顶部的圆弧半径至少是多少?(g取10m/s2)
16.汽车起重机用5m长的缆绳吊着lt重的重物,以2m/s的速度水平行驶,若突然刹车,求此瞬间缆绳所受的拉力大小。(取g=10m/s2)
17.若地球绕太阳公转的周期与月球绕地球公转的周期之比为p,地球绕太阳公转的半径与月球绕地球公转的半径之比q,则太阳质量与地球质量之比m日/m地是多少?
18.一根轻杆长为l,顶端有质量为m的小球,另一端为轴。如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度为ω,求:(1)小球经过圆周轨道最低点时小球给杆的作用力;(2)小球经过圆周轨道最高点时,小球给杆的作用力(区分为拉力、压力及无力三种情况加以说明)。
19.在离地球表面等于3倍地球半径的高度上,运行一颗人造地球卫星,已知地球半径为r=6.4×106m,取g=10m/s2,则这颗人造地球卫星的运行速度是多少?
20.在一次测定万有引力恒量的实验里,两个小球的质量分别是0.80kg和4.0×10-3kg,当它们相距4.0×10-2m时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,地球的半径取6.4×106m,试计算出地球的质量。
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