高一物理教案：《勻速圓周運(yùn)動》(2)

　　六、教學(xué)流程

　　1、教學(xué)流程圖

　　2、流程圖說明

　　情境I錄像，演示，設(shè)問1

　　播放錄像：三環(huán)過山車，讓學(xué)生看到物體的運(yùn)動有直線和曲線。

　　演示：讓學(xué)生向正在做直線運(yùn)動的乒乓球用力吹氣，體驗(yàn)球在什么情況下將做曲線運(yùn)動。

　　設(shè)問1：物體在什么情況下將做曲線運(yùn)動?

　　情境II觀察、對比，設(shè)問2

　　觀察、對比鐘表指針和過山車這兩類圓周運(yùn)動。

　　設(shè)問2：以上兩類圓周運(yùn)動有什么不同?鐘表指針?biāo)�做的圓周運(yùn)動有什么共同特征?建立勻速圓周運(yùn)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(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運(yùn)動，比較得出線速度表達(dá)式。

　　演示1：用細(xì)繩捆著小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，突然松開繩的一端，看到小球沿著圓弧切線方向運(yùn)動。

　　演示2：通過實(shí)物投影演示旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)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(nèi)電風(fēng)扇的變速檔，看到圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)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(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動半徑所轉(zhuǎn)過角度不同的勻速圓周運(yùn)動，比較得出角速度表達(dá)式。

　　活動討論、實(shí)驗(yàn)、交流、小結(jié)。

　　識別：請同學(xué)們說說生活中有哪些圓周運(yùn)動可以看作是勻速圓周運(yùn)動。了解學(xué)生對勻速圓周運(yùn)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(shè)備中，兩輪軸邊緣各點(diǎn)的線速度有何關(guān)系。了解對線速度概念的理解情況。

　　算一算：計(jì)算壁掛鐘的時(shí)針、分針、秒針針尖的線速度大小和它們角速度的倍數(shù)關(guān)系。了解能否通過實(shí)際測量獲取有用數(shù)據(jù)，靈活運(yùn)用線速度的公式和角速度公式解決實(shí)際問題。

　　小實(shí)驗(yàn)：提供回力玩具小車，玻璃板，建筑用黃沙，通過對實(shí)驗(yàn)的觀察說明汽車車輪的擋泥板應(yīng)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(jié)：幻燈片小結(jié)。

　　3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)：

　　第一環(huán)節(jié)，通過播放錄像和演示，歸納物體做曲線運(yùn)動的條件。

　　第二環(huán)節(jié)，通過觀察對比，建立理想模型，歸納勻速圓周運(yùn)動特征，類比勻速直線運(yùn)動得出勻速圓周運(yùn)動概念。

　　第三環(huán)節(jié)，以情景激疑引入用線速度、角速度描述圓周運(yùn)動，借助多媒體動畫，類比勻速直線運(yùn)動得出線速度、角速度定義和公式。

　　第四環(huán)節(jié)，以學(xué)生活動為中心，針對幾個(gè)實(shí)際問題開展討論、探究、交流，深化對本節(jié)課知識的理解和應(yīng)用。

　　七、教案示例

　　第一環(huán)節(jié)物體做曲線運(yùn)動的條件

　　[創(chuàng)設(shè)情景]播放錄像：森林公園三環(huán)過山車的運(yùn)動。

　　[提出問題]1、請同學(xué)們說說過山車都做了哪些不同性質(zhì)的運(yùn)動?(勻速直線運(yùn)動、勻加速直線運(yùn)動、勻減速直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動、圓周運(yùn)動等)

　　2、什么條件下物體將做曲線運(yùn)動?

　　[演示]讓乒乓球從斜面上滾下到達(dá)水平桌面上做直線運(yùn)動，請一個(gè)同學(xué)向著與球運(yùn)動不一致的方向用力吹球，觀察球的運(yùn)動軌跡有何變化?

　　[結(jié)論]當(dāng)物體受到的合力與速度方向不在一條直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動。

　　[引言]運(yùn)動軌跡是圓的曲線運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動，下面我們就從圓周運(yùn)動開始學(xué)習(xí)如何對曲線運(yùn)動進(jìn)行研究。

　　第二環(huán)節(jié)勻速圓周運(yùn)動的概念

　　[觀察討論]鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動有什么共同的特征?它們與過山車的圓周運(yùn)動有什么不同?

　　(鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動，它們的共同特征是勻速轉(zhuǎn)動的，而過山車的圓周運(yùn)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(yùn)動下定義呢?(引導(dǎo)學(xué)生類比勻速直線運(yùn)動定義勻速圓周運(yùn)動)

　　[結(jié)論]質(zhì)點(diǎn)在任何相同時(shí)間內(nèi)，所通過的弧長都相等的圓周運(yùn)動叫做勻速圓周運(yùn)動。

　　勻速圓周運(yùn)動是最基本最簡單的圓周運(yùn)動，它是一種理想化的物理模型。

　　[引言]我們?nèi)绾螌�圓周運(yùn)動進(jìn)行研究呢?

　　第三環(huán)節(jié)線速度、角速度概念

　　[創(chuàng)設(shè)情景]地、月快慢之爭

　　地球：我繞太陽運(yùn)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(yùn)動快慢的物理量?(引導(dǎo)學(xué)生與勻速直線運(yùn)動的速度類比)多媒體動畫：演示同樣時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)運(yùn)動所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運(yùn)動;

　　[結(jié)論]線速度定義：質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的圓弧長度s與所用時(shí)間t的比值，叫做圓周運(yùn)動的線速度。

　　公式：單位：m/s(米/秒)

　　[問題]速度是矢量，圓周運(yùn)動的線速度方向是怎樣的?

　　[演示]1、用一端連有細(xì)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(yùn)動，突然向上抽出釘子，看到球沿圓周的切線方向運(yùn)動;

　　2、通過投影儀觀察旋轉(zhuǎn)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(jié)論]線速度方向：沿圓弧的切線方向

　　線速度表示圓周運(yùn)動的瞬時(shí)速度，它是矢量;圓周運(yùn)動的線速度方向是不斷改變的，所以勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動，勻速圓周運(yùn)動中的“勻速”是“勻速率”的意思。

　　[情景]打開教室內(nèi)的電風(fēng)扇，變換不同的檔觀察它轉(zhuǎn)動的快慢。(引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識要引入與線速度不同的、描述圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)動快慢的物理量)

　　[問題]怎樣描述圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)動的快慢?

　　多媒體動畫：演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動半徑所轉(zhuǎn)過角度不同的勻速圓周運(yùn)動。

　　[結(jié)論]角速度定義：質(zhì)點(diǎn)所在半徑轉(zhuǎn)過的角度與所用時(shí)間t的比值，叫做圓周運(yùn)動的角速度。

　　公式：單位：rad/s(弧度/秒)

　　第四環(huán)節(jié)學(xué)生活動(以小組為單位)

　　1、勻速圓周運(yùn)動是最基本、最簡單的圓周運(yùn)動，它是一個(gè)理想化的物理模型，請同學(xué)們說說生活中有哪些圓周運(yùn)動可以看作是勻速圓周運(yùn)動?

　　2、觀察分析磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動設(shè)備中，兩輪軸邊緣各點(diǎn)的線速度有何關(guān)系?

　　3、提供壁掛式鐘，刻度尺，請同學(xué)們通過測量算一算時(shí)針、分針、秒針針尖的線速度大小并交流計(jì)算的方法;根據(jù)鐘表各指針的行走特點(diǎn)，找出它們角速度的倍數(shù)關(guān)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(yīng)安裝在什么位置合適?(將沙子倒在玻璃板上，讓快速轉(zhuǎn)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(jié)]這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了一種生活中常見的曲線運(yùn)動圓周運(yùn)動，知道了勻速圓周運(yùn)動是最基本、最簡單的圓周運(yùn)動，引入了線速度、角速度概念描述圓周運(yùn)動的快慢，學(xué)習(xí)了如何運(yùn)用線速度、角速度概念和公式分析、計(jì)算有關(guān)勻速圓周運(yùn)動的實(shí)際問題。

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