高一物理教案：《勻速圓周運動》(2)
來源：高考網整理 2021-09-15 08:59:55
六、教學流程
1、教學流程圖
2、流程圖說明
情境I錄像，演示，設問1
播放錄像：三環過山車，讓學生看到物體的運動有直線和曲線。
演示：讓學生向正在做直線運動的乒乓球用力吹氣，體驗球在什么情況下將做曲線運動。
設問1：物體在什么情況下將做曲線運動?
情境II觀察、對比，設問2
觀察、對比鐘表指針和過山車這兩類圓周運動。
設問2：以上兩類圓周運動有什么不同?鐘表指針所做的圓周運動有什么共同特征?建立勻速圓周運動的概念。
情境III演示，動畫
情景：月、地快慢之爭。
多媒體動畫：演示同樣時間內兩個運動所經過的弧長不同的勻速圓周運動，比較得出線速度表達式。
演示1：用細繩捆著小球在水平面內做圓周運動，突然松開繩的一端，看到小球沿著圓弧切線方向運動。
演示2：通過實物投影演示旋轉的轉盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布，顯示線速度的方向。
情景：變換教室內電風扇的變速檔，看到圓周運動轉動快慢的不同情況，引入角速度概念。
多媒體動畫：演示同樣時間內兩個運動半徑所轉過角度不同的勻速圓周運動，比較得出角速度表達式。
活動討論、實驗、交流、小結。
識別：請同學們說說生活中有哪些圓周運動可以看作是勻速圓周運動。了解學生對勻速圓周運動的理解以及是否具有建模能力。
觀察分析：磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動設備中，兩輪軸邊緣各點的線速度有何關系。了解對線速度概念的理解情況。
算一算：計算壁掛鐘的時針、分針、秒針針尖的線速度大小和它們角速度的倍數關系。了解能否通過實際測量獲取有用數據，靈活運用線速度的公式和角速度公式解決實際問題。
小實驗：提供回力玩具小車，玻璃板，建筑用黃沙，通過對實驗的觀察說明汽車車輪的擋泥板應安裝在什么位置合適，了解對線速度方向的掌握情況。
釋疑：評判地球與月亮之爭。
小結：幻燈片小結。
3、教學主要環節本設計可分為四個主要的教學環節：
第一環節，通過播放錄像和演示，歸納物體做曲線運動的條件。
第二環節，通過觀察對比，建立理想模型，歸納勻速圓周運動特征，類比勻速直線運動得出勻速圓周運動概念。
第三環節，以情景激疑引入用線速度、角速度描述圓周運動，借助多媒體動畫，類比勻速直線運動得出線速度、角速度定義和公式。
第四環節，以學生活動為中心，針對幾個實際問題開展討論、探究、交流，深化對本節課知識的理解和應用。
七、教案示例
第一環節物體做曲線運動的條件
[創設情景]播放錄像：森林公園三環過山車的運動。
[提出問題]1、請同學們說說過山車都做了哪些不同性質的運動?(勻速直線運動、勻加速直線運動、勻減速直線運動、曲線運動、圓周運動等)
2、什么條件下物體將做曲線運動?
[演示]讓乒乓球從斜面上滾下到達水平桌面上做直線運動，請一個同學向著與球運動不一致的方向用力吹球，觀察球的運動軌跡有何變化?
[結論]當物體受到的合力與速度方向不在一條直線上時，物體就做曲線運動。
[引言]運動軌跡是圓的曲線運動叫做圓周運動，下面我們就從圓周運動開始學習如何對曲線運動進行研究。
第二環節勻速圓周運動的概念
[觀察討論]鐘表的時針、分針、秒針的圓周運動有什么共同的特征?它們與過山車的圓周運動有什么不同?
(鐘表的時針、分針、秒針的圓周運動，它們的共同特征是勻速轉動的，而過山車的圓周運動列車的速度大小是不斷變化的)
[提出問題]怎樣給勻速圓周運動下定義呢?(引導學生類比勻速直線運動定義勻速圓周運動)
[結論]質點在任何相同時間內，所通過的弧長都相等的圓周運動叫做勻速圓周運動。
勻速圓周運動是最基本最簡單的圓周運動，它是一種理想化的物理模型。
[引言]我們如何對圓周運動進行研究呢?
第三環節線速度、角速度概念
[創設情景]地、月快慢之爭
地球：我繞太陽運動1秒走29.79千米，你繞我1秒才走1.02千米，你太慢了!
月亮：你一年才繞一圈，我28天就繞一圈，你才慢呢!
[提出問題]怎樣定義描述圓周運動快慢的物理量?(引導學生與勻速直線運動的速度類比)多媒體動畫：演示同樣時間內，兩個運動所經過的弧長不同的勻速圓周運動;
[結論]線速度定義：質點經過的圓弧長度s與所用時間t的比值，叫做圓周運動的線速度。
公式：單位：m/s(米/秒)
[問題]速度是矢量，圓周運動的線速度方向是怎樣的?
[演示]1、用一端連有細線的小球，將線的一端套在釘子上，釘子豎直立在桌面上，給球初速讓球在水平桌面上做圓周運動，突然向上抽出釘子，看到球沿圓周的切線方向運動;
2、通過投影儀觀察旋轉圓盤邊緣紅墨水飛出的情景以及落在紙面上的徑跡分布;
[結論]線速度方向：沿圓弧的切線方向
線速度表示圓周運動的瞬時速度，它是矢量;圓周運動的線速度方向是不斷改變的，所以勻速圓周運動是變速運動，勻速圓周運動中的“勻速”是“勻速率”的意思。
[情景]打開教室內的電風扇，變換不同的檔觀察它轉動的快慢。(引導學生認識要引入與線速度不同的、描述圓周運動轉動快慢的物理量)
[問題]怎樣描述圓周運動轉動的快慢?
多媒體動畫：演示同樣時間內兩個運動半徑所轉過角度不同的勻速圓周運動。
[結論]角速度定義：質點所在半徑轉過的角度與所用時間t的比值，叫做圓周運動的角速度。
公式：單位：rad/s(弧度/秒)
第四環節學生活動(以小組為單位)
1、勻速圓周運動是最基本、最簡單的圓周運動，它是一個理想化的物理模型，請同學們說說生活中有哪些圓周運動可以看作是勻速圓周運動?
2、觀察分析磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動設備中，兩輪軸邊緣各點的線速度有何關系?
3、提供壁掛式鐘，刻度尺，請同學們通過測量算一算時針、分針、秒針針尖的線速度大小并交流計算的方法;根據鐘表各指針的行走特點，找出它們角速度的倍數關系。
4、提供回力玩具小車，玻璃板、建筑黃沙，演示交流，說明汽車車輪的擋泥板應安裝在什么位置合適?(將沙子倒在玻璃板上，讓快速轉動的玩具小車的車輪與沙子接觸，觀察車輪邊緣沙子飛出的情形)
5、評判地球、月亮快慢之爭?
[課堂小結]這節課我們學習了一種生活中常見的曲線運動圓周運動，知道了勻速圓周運動是最基本、最簡單的圓周運動，引入了線速度、角速度概念描述圓周運動的快慢，學習了如何運用線速度、角速度概念和公式分析、計算有關勻速圓周運動的實際問題。
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