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1、匀速圆周运动一、索质教育目标(一)知识教学点1 .知道什么是匀速圆周运动,理解匀速圆周运动是变速运动.2 .理解和掌握线速度、角速度、周期等概念,以及它们之间的关系.(二)能力训练点进一步理解物理概念的学习方法,学会学习.(三)德育渗透点线速度、角速度、周期和频率都是从不同的角度来描述匀速圆周运动快慢的物理量,它们既有区别又有联系.要辨证、全面地来认识、树立正确的认识观.(四)美育渗透点通过对周围运动的研究使学生体会到物理图像的形式美.二、学法引导通过教师的带有启发性的讲解,使学生在与教师的共同讨论中归纳和总结规律.三、重点难点疑点及解决办法1 .重点理解和掌握描述匀速圆周运动快慢的物理量以及
2、它们的关系.2 .难点理解在具体问题中用线速度,角速度等概念进行解释说明.3 .疑点皮带传动,齿轮传动中什么量相同,什么量不同.4 .解决办法由于涉及的物理量较多,教学中要注意围绕一个目的:如何描述匀速圆周运动快慢,从不同的角度来讨论.四、课时安排1课时五、教具学具准备课件:地球自转皮带传动、齿轮传动.多媒体设备六、师生互动活动设计1 .教师通过具有启发性的教学引导学生去寻找规律性的东西.2 .学生通过观察、思考来总结.七、教学步骤(一)明确目标(略)(二)整体感知这节课是着重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的、是一堂概念课,要求讲清各个物理量、理清各个物
3、理量的相互关系,并会在具体的问题中加以应用.(三)重点、难点的学习与目标完成过程1 .匀速圆周运动提问:在圆周运动中,最简单的是怎样的运动?分析讨论,引出匀速圆周运动.质点沿圆周运动,如果在相等时间里通过的圆弧长度相等,这种运动叫做匀速圆周运动.匀速圆周运动是最简单的圆周运动.2 .描述匀速圆周运动快慢的物理量(1)线速度引入:质点单位时间通过的弧长越长,表明运动得越快.定义:质点通过的弧长S与所用时间E的比值.公式:V=t单位:m/s矢量:线速度的方向在圆周该点的切线方向上.注意:匀速圆周运动的速度方向不断改变,因此是变速运动;所谓“匀速”是指速率不变,即速度的大小不变.(2)角速度引入:运
4、动质点和圆心半径的连线在单位时间内转动的角度越大,表明质点运动得越快.定义:圆周半径转过的角度e与所用时间Z的比值.公式:-t单位:rad/s注意:弧度的概念,等于弧长与半径的比值,不弧度等于180.(3)周期和频率匀速圆周运动是一种周期性的运动.周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间频率:物体IS由完成匀速圆周运动的圈数,单位是赫兹,记作“Hz”.周期和频率互为倒数.3 .线速度、角速度、周期间的关系(1)定性关系三个物理量都是描述匀速圆周运动的快慢,匀速圆周运动得越快,线速度越大、角速度越大、周期越小.(2)定量关系设想物体沿半径为二的圆周做匀速圆周运动,则在一个周期内转过的弧长为2
5、八转过的角度为2%因此有2T2V=,CD=TT比较可知:V=r进一步说明三者的关系(可提问学生)例题分析【例1】地球自转的问题课件演示:地球自转讨论1:比较在北京和在赤道两处物体随地球做自转的角速度.观看演示,共同分析,得出结论.进一步说明:地球表面上的物体随地球做匀速圆周运动的角速度都相同.由于地球自转周期为X24h,故可求得地球自转角速度G=7.3X1()-5rads讨论2:比较在北京和在赤道两处物体随地球自转的线速度.现看演示,共同分析,得出结论.进一步说明,当角速度一定时,赤道处转动半径最大,故线速度最大,随着纬度增大,转动半径减小,线速度减小,设地球半径为凡则在纬度为。时的线速度为V
6、=3r=3Rcos【例2】传动装置的问题.课件演示:皮带传动;轮传动.讨论1:如图59所示,比较4B、C三点的线速度、角速度.图5-9观看演示,共同分析,得出结论.进一步说明:皮带上各点的线速度大小相等,如果皮带与齿轮不打滑,则轮缘上各个线速度大小相等,同一个轮上各点角速度相等;如果,rA=2b=2rc,则va:vb:vc=2:2:16Wa:气=1:2:1图5-10观看演示,共同分析,得出结论.进一步说明:齿轮传动时,接触点处速度大小、方向都相同,因此轮缘上各个线速度大小相等,同一个轮上各点的角速度相等.比较二者的关系.(学生总结)(四)总结、扩展这一节课是从三个侧面来研究匀速圆周运动快慢的,
7、再找到三个物理量的三个关系,在具体问题中要分清不变量,找出变化量之间的关系.八、布置作业作业题:练习四(1)(2)(3)(4)(5)九、析书设计匀速圆周运动1 .匀速圆周运动(1)定义(2)特点2 .描述匀速周运动快慢的物理量(1)线速度(2)角速度(3)周期3 .线速度、角速度、周期间的关系(1)定性关系(2)定量关系十、背景知识与课外阅读铅球出手的角度应该是多少?在学习物理时讨论过斜抛运动的问题,将物体以一定的速率斜向上抛出,如果空气阻力可以忽略,则仰角为多大时抛出的距离最远?上述问题的答案为45,但是推铅球的情况有所不同,铅球的抛掷点不是在地面上,而是离地面有一定的高度.所以,以同一出手
8、速率作45及40仰角抛掷,当落回抛掷点同一水平面时,水平距离以45者较大,但是落到地面时,水平距离却可能是40者较大.通过复杂的计算,可以得到以下结论:推铅球获得最大的距离,其出手的仰角应小于45,这个角度随出手的速度的增大而增大,而随出手的高度增加而减小,对出手高度为1.7m2m,而出手速度为8m/s14m/s的人来说,出手仰角应为3842.至于其他投掷类,受空气的作用力影响较大,各有不同的最佳仰角,例如掷铁饼为3035;标枪为2833;链球为4244.十一、随堂练习1 .下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.匀速圆周运动是一种匀变速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.因为物体做圆周运动才产生向心力2 .原点做匀速圆周运动时,哪些是不变()A.速率B.速度C.角速度D.加速度3 .如图511所示的皮带传动装置中,右边的两轮沾在一起且同轴,半径RA=RC=2Rb,皮速不打滑,则(1) VBVC=;WA:WC=-