高中物理勻速圓周教案

2024年1月4日發(作者：序屬三秋)

高中物理勻速圓周教案

【篇一：高中物理教師資格證教案——勻速圓周運動】

第一節 勻速圓周運動

【學生情況分析】

本節內容是繼學生學習平拋運動后，又一種變速曲線運動.在曲線運動的學習中，學生已經知道了曲線運動的速度方向是曲線在這一點的切線方向，并知道曲線運動是變速運動.此前，學生也已經掌握了直線運動及其快慢描述方法.這些知識都為勻速圓周運動的學習奠定了基礎.此外，高一學生已具備一定觀察能力和經驗抽象思維能力，并對未知新事物有較強的探究欲望.

【教學內容分析】

“勻速圓周運動”選自高中粵教版教材《物理必修2》第二章第1節，對于本節的內容.自然界和日常生活中運動軌跡為圓周的許多事物為學生的認知奠定了感性基礎.本節課主要是幫助學生在原有的感性基礎上建立勻速圓周運動的幾個概念，理清各個物理量的關系.為今后進一步學習向心力、向心加速度、萬有引力、帶電粒子在磁場中的運動及高三復習中解決圓周運動的綜合問題打下良好的基礎.

此外，勻速圓周運動與我們日常生活、生產、科學研究有著密切的聯系，因此學習這部分有重要的意義.

【教學目標】

一、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、角速度和周期之間的關系：??=????=

二、過程與方法：

1、聯系學生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、聯系各種日常生活中常見的現象，通過對教材p28的“觀察與思考”，引導學生歸納總結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：線速度大小v?2??????s?，角速度大小??，周期t、轉速n等. tt

3、探究線速度、角速度與周期之間的關系。

三、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，培養學生相互交流、相互合作、自我學習的能力.

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.

【教學重點和難點】

重點：

1、理解線速度、角速度和周期.

2、什么是勻速圓周運動.

3、線速度、角速度及周期之間的關系.

難點：

1、對角速度概念的理解.

2、勻速圓周運動是變速運動的理解.

【教學方法】

教學方法：

談話法：幫助學生建立概念。

講授法：分析總結.

教學媒體設計：圖片、動畫

學法指導：

1）聯系新舊知識

2）觀察、思考 （學生為主體）

3）聯系生活（學以致用）

【教學過程設計】

1、引入新課

聯系新舊知識、創設情景：上一章節我們學習了拋體運動的規律，學習了豎直上拋、下拋、平拋和斜拋運動。（可將一粉筆頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出，觀察運動軌跡）

復習提問：粉筆頭做直線運動、曲線運動的條件是什么？

啟發學生回答：速度方向與合外力的方向在同一條直線上，物體做直線運動；不在同一直線上，做曲線運動。

進一步提問：在曲線運動中，有一種特殊的運動形式，物體運動的軌跡是一個圓周或一段圓弧，稱為圓周運動。（ppt顯示日常的圓周運動）在日常生活中你還見過或經歷過哪些圓周運動？你對圓周運動有什么認識？

(學生舉例教師補充)

電扇、風車等轉動時，上面各個點運動的軌跡是圓??大到宇宙天體如月球繞地球的運

動，小到微觀世界電子繞原子核的運動，都可看作圓周運動，它是一種常見的運動形式。今天我們就來學習這一方面的內容。

思考：什么樣的圓周運動最簡單？

引導學生回答：物體運動快慢不變。進入第一節課最簡單的圓周運動——勻速圓周運動. ppt講解歸納勻速圓周運動的概念

教師歸納：質點沿圓周運動，如果相等的時間里通過的圓弧長度相等，這樣的運動就叫勻速圓周運動.

（以上這樣設計的意圖是取材源于學生的日常生活現象，激發學生的學習興趣，培養學生歸納總結的能力）

學生閱讀課本p28的“觀察與思考”，思考其提出的三個問題

(學生自由發言)

教師引導學生總結歸納：

問題2：該點在圓周軌道上運動快慢的判斷（定性），可用單位時間內通過的圓弧的長度來判斷；也可用連接該點的半徑在單位時間內轉過的角度來判斷；也可數一下一定時間內轉動的圈數；也可用轉動一周所用的時間來判斷。

問題3：引導學生認識勻速圓周運動區別直線運動最顯著的特征，即重復性或者說周期性。

指出：勻速圓周運動是比直線運動更為復雜的曲線運動，有不同于直線運動的一些新的特點，需要引入一些新的物理量。

（充分讓學生討論交流，培養學生相互合作、相互探討的精神，同時也讓學生自我學習，對圓周勻速運動大概的基本認識。這也可為后面引出新的物理量做鋪墊）

通過兩個物理的圓周運動引出后面的幾個新的物理量：

1）線速度：

① 物理意義：描述質點沿圓周運動的快慢。

② 定義：質點通過的弧長s跟通過這段弧長所用時間t的比值。

③ 大小：v?s 勻速圓周運動的線速度大小處處相等 t

思考：在曲線運動中，速度的方向是怎樣確定的？圓周運動作為一種特殊的曲線運動，它的速度方向又是怎樣的呢？

④ 方向：線速度的方向在圓周該點的切線上。

思考：在勻速直線運動中，速度的大小和方向都不變，所以勻速直線運動是速度不變的運動。勻速圓周運動是速度不變的運動嗎？

引導學生回答：質點做勻速圓周運動時，速度的大小不變，方向時刻在變化，勻速圓周運動不是速度不變的運動。勻速圓周運動是變速曲線運動。勻速圓周運動中的“勻速”是指速度的大小（速率）不變，應該理解成“勻速率”。

2）角速度

① 物理意義：描述質點繞圓心轉動的快慢。

② 定義：質點所在半徑轉過的角度?跟所用時間t的比值。

③ 大小：???

t 單位：rad/s（讓學生對弧度制、角度制之間的關系進行推導）

④ 勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動

3)周期、轉速和頻率

周期：

① 物理意義：描述物體做圓周運動的快慢。

② 定義：質點沿圓周運動一周所用的時間，用符號t表示。

③ 單位：s

如：地球公轉周期約365天，鐘表

秒針周期60s等，周期長，表示運動慢。

轉速（同時介紹頻率)：

① 物理意義：描述物體做圓周運

動的快慢。

② 定義：做圓周運動的物體單位

時間內轉過的圈數，用符號n

表示。

③ 單位：r/s或r/min

4）線速度、角速度、周期之間的關系（公式推導法）

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，那么他們之間有什么樣的關系呢？

① 線速度與周期關系：由v?通過的弧長為2?r。）

② 角速度與周期關系：由??轉過的角度為2?。）

③ 線速度與角速度關系：v?

r? s2?r得v?（做勻速圓周運動的物體，在一個周期內tt?t得??2?（做勻速圓周運動的物體，在一個周期內t

（學生上黑板演示過程，這里要讓學生從兩個方面去理解：一個是從數學知識去理解，從學生已有的數學知識能不能推出線速度與角速度的關系。另外這里要提醒學生要從線速度，角速度的定義去思

考。線速度的定義：弧長與時間的比值；角速度的定義：角度與時間的比值。我們把它放大到一個周期，在一個周期內，物體轉了一圈，弧長是？，轉過的弧度就是 ？，這樣讓學生從定義出發去理解線速度與角速度，周期，轉速，頻率之間的關系，更加能加深學生對這些概念的理解）

引導學生討論得出：

1）當v一定時，?與r成反比

2）當?一定時及v與r成正比

3）當r一定時，v與?成正比

考慮到轉速則有：??2?n,v?2?

5）進行教學練習

① 某鐘表上秒針、分針的長度比為 d1 ：d2 ＝1：2，求：秒

針、分針轉動的角速度之比是__60:1__；

秒針、分針尖端的線速度之比是__30:1__。

② 鐘表里的時針、分針、秒針的角速度之比為_1:12:720__；

③ 自行車車輪每分鐘轉120周,車輪半徑為35cm,則自行車前

6）應用與提高——常見傳動裝置

① 皮帶傳動：輪與皮帶之間不打滑，輪邊緣和皮帶上各點線速度相等，同一輪上各

點的角速度相等。

② 齒輪傳動：接觸點處線速度大小、方向都相同，輪緣上各點線速度大小相等，同

一輪上各點的角速度相等。

【篇二：勻速圓周運動教學設計】

勻速圓周運動

一、教學內容分析

“勻速圓周運動”選自人教版高中《物理》第一冊第五章第4節。在此之前，學生已經學習了直線運動的相關內容，和曲線運動的基本知識，自然界和日常生活中運動軌跡為圓周的許多事物也為學生的認知奠定了感性基礎，本節課主要是幫助學生在原有的感性基礎上建立勻速圓周運動的幾個概念，為今后進一步學習向心力、向心加速度以及萬有引力的知識打下基礎。

此外，勻速圓周運動與我們日常生活、生產、科學研究有著密切的聯系，因此學習這部分有重要的意義。

二、學習情況分析

本節內容是繼學生學習平拋運動后，又一種變速曲線運動。在曲線運動的學習中，學生已經知道了曲線運動的速度方向在曲線這一點的切線方向并知道曲線運動是變速運動，此前，學生也已經掌握了直線運動及其快慢描述方法。這些知識都為勻速圓周運動的學習奠定了基礎。此外，高一學生已具備一定觀察能力和經驗抽象思維能力，并對未知新事物有較強的探究欲望。

三、設計思想

“勻速圓周運動”是以概念教學為主的一節課，對物理概念的理解和認識是教學要達到的目標之一，也是教學的出發點。物理是一門培養和發展人的思維的重要學科，因此，在教學中，不僅要使學生“知其然”而且要使學生“知其所以然”。為了體現以學生發展為本，遵循學生的認知規律，體現循序漸進與啟發式的教學原則，我在整節課的教學設計中，以建構主義理論為指導，輔以多媒體手段，采用情景教學法和引導式教學法，結合師生共同討論、歸納，以“情境產生問題”，注重知識的形成過程，針對“什么是勻速圓周運動”以及“勻速圓周運動快慢的描述”展開探究活動，在問題交流討論中發展學生觀點，最終形成對概念的理解。

四、教學目標

知識目標

1、知道勻速圓周運動的概念； 2、理解線速度、角速度和周期；

3、理解線速度、角速度和周期三者之間的關系。 能力目標

能夠用勻速圓周運動的有關公式分析和解決實際問題。情感目標

具有協作意識和探究精神，并在活動中感受學習物理的樂趣。

五、教學重點和難點

重點

1、線速度、角速度和周期；

2、線速度、角速度和周期三者之間的關系。

難點

對勻速圓周運動是變速運動的理解。

六、 教學準備

1、視頻剪接（由4個片段剪接而成，片段1： 風力發電機；片段2：

水流星； 片段3：旋轉木馬； 片段4：驢子拉磨） 2、動畫模擬（flash） 3、ppt教學演示課件 4、計算機 投影儀

七、 教學過程設計

附表

【篇三：高中物理《圓周運動》教案 (新人教版必修2)】

5 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，接著通過比較自行車大小齒輪以及后輪的運動快慢引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉速等概念，最后推導出線速度、角速度、周期間的關系.教材設計環環相扣、結構嚴謹，使整節課渾然一體，密不可分.

本節課可以通過生活實例（自行車齒輪轉動或皮帶傳動裝置），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. 教學重點

線速度、角速度、周期概念，及其相互關系的理解和應用，勻速圓周運動的特點. 教學難點 角速度概念的理解和勻速圓周運動是變速曲線運動的理解. 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.

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、機械鐘表、小球、細線、風扇、雨傘、水等.

教學過程

導入新課

演示導入

演示機械式鐘表時針、分針、秒針的運動情況（可以撥動鐘表的調節旋鈕），讓學生觀察后說出不同指針運動的特點，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：

觀覽車脫水桶

生活中，我們一定見過很多類似的運動，它們的運動軌跡是一些圓，我們把這種運動叫做圓周運動. 推進新課

引導學生列舉生活中的圓周運動. 參考案例：

1.田徑場彎道上賽跑的運動員的運動； 2.風車的轉動;

3.地球的自轉與公轉；

4.自行車的前后輪、大小齒輪轉動等.

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？

一、線速度

演示1：在臺式電風扇的葉片上分別標記紅、藍兩種顏色的點，到中間軸的距離不等.用手撥動葉片轉動，注意要慢，讓學生明顯觀察到兩點的運動軌跡. 讓學生仔細觀察，說出哪個點運動得快，你是怎么比較的.

討論交流

我們發現，兩個點在相同的時間內通過的弧長不相等，通過的弧長長的點運動得快，通過的弧長短的點運動得慢.這樣，做圓周運動的物體通過的弧長與所用時間的比值能夠描述物體運動的快慢，我們把它稱之為線速度.

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. v=

st

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）線速度是矢量，它既有大小，也有方向（大小：v=

st

(3）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. (4）線速度的單位：

m/s.

針對以上說明展開討論.

演示2：水淋在雨傘上，同時搖動傘柄. 觀察：水滴沿切線方向飛出.

思考：這說明什么？

結論：飛出的水滴在離開傘的瞬間，由于慣性要保持原來的速度方向，因而表明了切線方向即為此時刻線速度的方向.

例1 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

二、角速度

學生閱讀教材并思考以下幾個問題： 1.角速度是描述圓周運動快慢的物理量；

結合數學知識，交流討論角速度的單位.

學生閱讀教材并思考以下幾個問題：

做圓周運動的質點運動一周所用的時間叫周期；周期的倒數（單位時間內質點完成周期性運動的次數）叫頻率；每秒鐘轉過的圈數叫轉速. 注明：下列情況下，同一輪上各點的角速度相同.

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？

?

t

)

分析：一物體做半徑為r的勻速圓周運動，問：

?r

線速度為2.

t

2?t

.

2??r?

?t?

?t?v?

23

r，設皮帶不打滑

.

圖5-5-5

vb

?b?cvavb

vavc

?r?vcvc

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r

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???? r2r3r

1

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12

.

?c

2?1/40

240060

周，周期t=

140

rad/s=251 rad/s.

2?t

.

=__________.

答案：3∶1 1∶1 1∶1

課堂小結

???t?s?t

1

周期與頻率：f=相互關系：v=

t2?rt

2?t

布置作業

教材“問題與練習”1、2、5.

板書設計 5.圓周運動

一、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=

?s?t

(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

??

?t

（３）單位：rad/s （４）物理意義

3.轉速和周期

二、線速度、角速度、周期間的關系