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視頻標簽：圓周運動
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理教科版必修2第二章1.圓周運動_黑龍江 - 大慶
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高中物理教科版必修2第二章 1. 圓周運動_黑龍江 - 大慶
圓周運動
整體設計
教材首先列舉生活中的圓周運動，以及科學研究所涉及的范圍，大到星體的運動，小到電子的繞核運轉，讓學生切實感受到做圓周運動的物體有運動快慢與轉動快慢及周期之別，有必要引入相關的物理量加以描述.學習線速度的概念，可以根據勻速圓周運動的概念引導學生認識弧長與時間比值保持不變的特點，進而引出線速度的大小與方向.學習角速度和周期的概念時，應向學生說明這兩個概念是根據勻速圓周運動的特點和描述運動的需要而引入的，即物體做勻速圓周運動時，每通過一段弧長都與轉過一定的圓心角相對應，因而物體沿圓周轉動的快慢也可以用轉過的圓心角與時間比值來描述，由此引入角速度的概念.又根據勻速圓周運動具有周期性的特點，物體沿圓周轉動的快慢還可以用轉動一圈所用時間的長短來描述，為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時，不要求向學生強調角速度的矢量性.在講述概念的同時，要讓學生體會到勻速圓周運動的特點：線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運動。通過取特殊的時間找到各物理量之間的關系，最后通過演示實驗得出兩個重要結論。
教學重點：理解線速度、角速度和周期以及它們之間的關系 教學難點 ： 對勻速圓周運動是變速運動的理解
課時安排 1課時 三維目標 知識與技能
1.了解物體做圓周運動的特征.
2.理解線速度、角速度和周期的概念，知道它們是描述物體做勻速圓周運動快慢的物理量，會用它們的公式進行計算.
3.理解線速度、角速度、周期之間的關系. 過程與方法
1.聯系日常生活中所觀察到的各種圓周運動的實例，找出共同特征.
2.知道描述物體做圓周運動快慢的方法，進而引出描述物體做圓周運動快慢的物理量：線速度v、角速度ω、周期T、轉速n等.
3.探究線速度與角速度之間的關系. 情感態度與價值觀
1.經歷觀察、分析總結及探究等學習活動，培養學生實事求是的科學態度.
2.通過親身感悟，使學生獲得對描述圓周運動快慢的物理量（線速度、角速度、周期等）以及它們相互關系的感性認識.
課前準備
多媒體課件、光盤、小球、細線、風扇、等.
教學過程
導入新課 演示導入
演示一：一個用細線栓著的小球，在水平內圓周運動 演示二：電風扇工作時，葉片的轉動 演示三：光盤在光驅中工作時的運動 從而引出圓周運動的概念. 情景導入
課件展示生活中常見的圓周運動：
圖片展示：飛機螺旋槳的轉動，火車轉彎時的運動，地球繞著太陽轉的運動，電子圍繞原子
核的運動等都可以看作是圓周運動。找位同學給出圓周運動的定義。 一、圓周運動的概念
在物理學中，把質點的運動軌跡是圓周（或圓周的一部分）的運動叫圓周運動。 推進新課
引導學生列舉生活中的圓周運動.
教師：研究物體的運動時，我們往往關心的是物體的運動快慢.對于做直線運動的物體，我們用單位時間內的位移來描述物體的運動快慢.
問題：對于圓周運動又如何描述它們的運動快慢呢？ 例如：兩個小球均做圓周運動，哪個小球運動的快呢？ 學生：左邊的小球
教師：我們可以通過比較物體在一段時間內通過的弧的長短來比較圓周運動的快慢。
相等時間左邊球通過的弧長長，運動得快。右邊通過的弧長短，運動得慢。我們把物體通過的弧長與所用的時間的比值定義為線速度。 二、描述圓周運動快慢的物理量 1、線速度
（1） 定義：做圓周運動的質點通過的弧長s與通過這段弧長所用時間t的比值叫做圓周運動的線速度. （2）定義式：v=
t
s （3）單位：m/s.
（4）方向：在圓周各點的切線方向
物體沿著圓周運動，并且線速度的大小處處相等，這種運動叫做勻速圓周運動. 說明：（1）線速度是物體做勻速圓周運動的瞬時速度.
(2）勻速圓周運動是一種非勻速運動，因為線速度的方向在時刻改變.
教師：除了用線速度描述外，我們還可以從另外一個角度比較。我們可以比較物體在一段時間內半徑轉過的角度大小來描述。相等時間轉過的角度越大，運動得越快。 2、角速度
（1）定義：角速度等于半徑轉過的角度φ和所用時間t的比值定義為角速度。 （2）定義式：ω=
t
（3）單位：rad/s.
在高中階段我們只研究角速度的大小，不研究其方向。
我們也可以比較物體轉過一周所用的時間的多少來描述物體做圓周運動的快慢。即周期。 3、周期：T
(1)定義：物體運動一周所用的時間 . (2)單位：s 4、頻率:f
（1）定義：單位時間內質點完成周期性運動的次數叫頻率。 （2）單位：Hz 5、轉速：n
(1)定義：每秒鐘轉過的圈數叫轉速。 （2）單位：r/s或r/min
三、線速度、角速度、周期之間的關系
既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運動快慢的物理量，那么它們之間有什么樣的關系呢？
分析：一物體做半徑為r的勻速圓周運動，問：
1.它運動一周所用的時間叫周期，用T表示，它在周期T內轉過的弧長為2πr.由此可知它的線速度為T
r2
. 2.一個周期T內轉過的角度為2π，物體的角速度為T
2. 通過思考總結得到：
TTrv22v=ωr 討論v=ω·r
(1）當v一定時，ω與r成反比. (2）當ω一定時，v與r成正比. (3）當r一定時，v與ω成正比.
掌握了各物理量間的關系后，我們學以致用來解決以下幾個問題。 例與練
1、關于物體做勻速圓周運動的速度，下列說法中正確的是 （ ） A．速度的大小和方向都不變 B．速度的大小和方向都改變 C．速度的大小改變，方向不變 D．速度的大小不變，方向改變
2、關于勻速圓周運動的角速度和線速度，下列說法正確的是（ ） A．半徑一定，角速度與線速度成反比 B．半徑一定，角速度與線速度成正比 C．線速度一定，角速度與半徑成正比 D．角速度一定，線速度與半徑成反比
3、做勻速圓周運動的物體,10s 內沿半徑為20m的圓周運動的弧長為100m,求： （1）線速度 （2）角速度 （3）周期 四、兩個重要結論
1、傳動裝置線速度的關系
例：分析下圖中，A、B兩點的線速度有什么關系.
解析：主動輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動從動輪的過程中，皮帶（鏈條）上各點以及兩輪邊緣上各點在相同的時間內通過的弧長相等，所以它們線速度大小相等. 答案：大小相等
結論：同一傳動各輪邊緣上線速度相同 2、同一輪上各點的角速度關系
結論：同一輪上各點的角速度相同
例1、如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉動，A、B兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關系是rA＝rC＝2rB.若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比.
【解析】A、B兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，即 va＝vb或va∶vb＝1∶1 ① 由v＝ωr得 ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2 ②
B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉動，則B、C兩輪的角速度相同，即 ωb＝ωc或 ωb∶ωc＝1∶1 ③ 由v＝ωr得 vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2 ④ 由②③得 ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2 由①④得 va∶vb∶vc＝1∶1∶2
【分析】 解這類題時要注意抓住傳動裝置的特點：同軸傳動的是角速度相等，皮帶傳動是兩輪邊緣的線速度大小相等，再注意運用v＝ωr找聯系. 課堂訓練
教師：下面我們來看這節課我們到底學習了什么？跟著老師的思路對本堂課做一個總結。 課堂小結
本節課通過描述做勻速圓周運動物體的快慢問題，引入了勻速圓周運動的線速度與角速度及周期、頻率、轉速等概念，最后推導出線速度、角速度、周期間的關系.勻速圓周運動的實質是勻速率圓周運動，它是一種變速運動.兩種傳動方式。 布置作業
教材“問題與練習”1、2、5.
板書設計 圓周運動
一、認識圓周運動：軌跡是圓的運動 二、描述勻速圓周運動的有關物理量 1.線速度
（1）定義：做圓周運動的物體通過的弧長與所用時間的比值 （2）公式：v=
t
s
(s為弧長,非位移)
（3）物理意義 2.角速度
（1）定義：做圓周運動的物體的半徑掃過的角度與所用時間的比值 （2）公式：ω=
t
（３）單位：rad/s （４）物理意義 3.轉速和周期
三、線速度、角速度、周期間的關系
V=2πr/T； ω= 2π/T； v=r ω； T=1/f 四、兩個重要結論
1、同一傳動各輪邊緣上線速度相同 2、同一輪上各點的角速度相同
設計總結
本教學設計通過大量的生活實例，引導出圓周運動的定義.對比描述直線運動的物體運動快慢的速度概念，并結合實例得出線速度以及角速度的概念，并通過分析歸納得出線速度和角速度的關系.整個設計緊緊和學生的生活實際結合，化抽象為具體，較好地突破了難點.
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
