圓周運動教材的總體設(shè)計首先列出了生活中的圓周運動和科學(xué)研究的范圍,從恒星的運動到電子的軌道,然后通過比較蠕蟲的大小和物體的速度來介紹線路。后軸。 速度、角速率的概念和周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念,最后推導(dǎo)出線速率、角速率和周期之間的關(guān)系。 通過現(xiàn)實生活中的例子(自行車蝸桿轉(zhuǎn)動或皮帶傳動),讓中學(xué)生感受圓周運動物體的運動速度與自轉(zhuǎn)速度和周期的區(qū)別。 有必要引入相關(guān)數(shù)學(xué)量來描述學(xué)習(xí)線速度的概念。 根據(jù)勻速圓周運動的概念,可以引導(dǎo)中學(xué)生了解弦長與時間之比保持不變的特性,從而推導(dǎo)線速度的大小和方向,學(xué)習(xí)角速度和周期的概念,他們應(yīng)該向中學(xué)生解釋這兩個概念都是基于勻速圓周運動。 它是從運動的特點和描述運動的需要引入的,即物體做勻速圓周運動時,弦長的每經(jīng)過一段都對應(yīng)于一定的旋轉(zhuǎn)中心角,因此物體沿圓的旋轉(zhuǎn)也可以通過旋轉(zhuǎn)的中心角來確定。 它用角度與時間的比值來描述,并引入了角速度的概念。 根據(jù)勻速圓周運動的周期特征,物體沿圓周旋轉(zhuǎn)的速度也可以用旋轉(zhuǎn)一圈所需的時間長度來描述,因此引入了周期的概念。 在描述角速度的概念時,不需要向中學(xué)生指出角速度的矢量性質(zhì)。 在描述概念的同時,讓中學(xué)生感受勻速圓周運動的特點:線速度、角速度、周期、頻率不變。 圓周運動教學(xué)重點講解線速度、角速度、周期的概念以及它們之間的相互關(guān)系和關(guān)系。應(yīng)用。 勻速圓周運動的特點是教學(xué)難點。 對角速度和勻速圓周運動概念的理解,就是對變速曲線運動的理解。 了解線速度、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的速度的化學(xué)量,并利用它們的公式來估計v、角速度ω、周期T和旋轉(zhuǎn)速度。 描述圓周運動速度的數(shù)學(xué)量(線速度、角速度、周期等)以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識。 課前策劃 多媒體教案、機(jī)械掛鐘、小球、細(xì)線、扇子、雨傘、水等。教學(xué)過程引出新課。演示引出分針、分針的運動演示,和機(jī)械掛鐘的秒針(掛鐘的調(diào)節(jié)旋鈕可以移動),讓中學(xué)生觀察并說出不同指針運動的特點運動的快慢教案設(shè)計,從而引出圓周運動的概念。
情境衍生講義展示了日常生活中常見的圓周運動:日常生活中我們一定見過很多類似的運動,它們的運動軌跡都是一些圓圈。 我們將這些運動稱為圓周運動。 生活中的圓周運動 對于做直線運動的物體,我們用單位時間的位移來描述物體運動的速度:對于圓周運動,如何描述它的運動速度呢? 1、線速度演示1:在臺式電吊扇的柄上標(biāo)記紅、藍(lán)點,距后軸的距離不相等。 用手撥動桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn),并注意讓中學(xué)生清楚地觀察到兩點。 通過討論和交流點的運動軌跡,我們發(fā)現(xiàn)兩個點同時經(jīng)過的弦長不相等,經(jīng)過長弦的點移動快,經(jīng)過短弧的點移動慢。 這樣,圓周運動物體所經(jīng)過的弦長與所花時間的比值就可以描述物體運動的速度。 我們稱之為線速度之比,稱之為圓周運動的線速度。 討論上面的描述 示范2:水倒在陽傘上,同時搖動傘柄 思考:這是什么意思? 推論:當(dāng)飛翔的水滴離開傘時,由于慣性必須保持原來的速度方向,所以表示切線方向,即此時線速度的方向。 右圖中A、B點線速度關(guān)系分析:主動輪通過皮帶、鏈條、齒輪等推動從動輪時運動的快慢教案設(shè)計,皮帶(鏈條)上各點和皮帶(鏈條)上各點三個輪子的邊緣同時經(jīng)過相同長度的弦,因此它們的線速度相等。 答案:2、角速度 中學(xué)生閱讀課本,思考下列問題: 角速度的單位是rad/s。
結(jié)合物理知識,交流討論角速率的單位 講解:對于某個勻速圓周運動,角速率周期、頻率和怠速 中學(xué)生閱讀課本,思考以下問題:一個質(zhì)點所花的時間做圓周運動一周稱為周期; 周期(單位時間內(nèi)質(zhì)點完成周期運動的次數(shù))的倒數(shù)稱為頻率; 每秒鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù)稱為怠速 3、線速度、角速度和周期的關(guān)系 速度和周期是用來描述勻速圓周運動速度的數(shù)學(xué)量,那么它們之間有什么關(guān)系呢? 分析:物體的直徑為 ,可知其線速度為 2π,角速度為 。 兩個直徑分別為′,已知R=2r。 解:由于A、B同軸,(1)連桿旋轉(zhuǎn)的周期和角速率; (2) 從旋轉(zhuǎn)軸看r=0。 2種解法: (1) 因為凸輪每秒旋轉(zhuǎn)一圈,周期為2πrad,所以連桿旋轉(zhuǎn)的角速率為rad/s=/s。 (2)已知r=0.2=2510.2m/s=50.2 一個圓環(huán)以垂直半徑AB為軸做勻速旋轉(zhuǎn),如圖所示,M、N兩點的線速度上環(huán)的大小vMvN=; 角速度之比 ωMωN=; 周期TMTN=的比率。 答案:課堂小結(jié) 本課通過描述物體做勻速圓周運動的速度,介紹了勻速圓周運動的線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速的概念,最后給出了線速度與勻速圓周運動的關(guān)系。 、角速度、周期推導(dǎo)出描述勻速圓周運動速度的化學(xué)量: 線速度:布置作業(yè)課本《問題與練習(xí)》圓周運動一、描述勻速圓周運動的相關(guān)數(shù)學(xué)量 線速度(1)定義:長度物體做圓周運動所用的弦長與弦長 時間比 (2) 公式:角速率 (1) 定義:做圓周運動的物體直徑所掃過的角度與所用時間的比值(2) 公式: ω= (3) 單位:rad/s (4) 化學(xué)意義 怠速與周期 2. 線速度、角速度以及周期之間的關(guān)系 活動與探索主題:檢測電機(jī)的角速度和線速度首先擬定檢測計劃,包括選用的工具、測量步驟和檢測數(shù)據(jù)、注意事項等; 小組內(nèi)討論該計劃的可行性; 進(jìn)行實驗、獲取數(shù)據(jù)、合作討論、交流; 寫報告答案:位于赤道和位于廣州的兩個物體的角速度等于月球自轉(zhuǎn)和勻速圓周運動,均為/s=7。
310-5rad/s。 位于赤道的物體隨月球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的線速度 v1=ωR=467 v2=ωR′cos40=358 位于廣州的物體隨月球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的角速度 答案:鐘面的周期為T1=1,秒針的周期為T2=12 (1)時針與分針的角速度之比為ω1ω2=T2T1=121。 (2)時針尖與分針尖的線速度之比為v1v2=ω1r1ω2r2=14.41。 答:假設(shè)腳踏每轉(zhuǎn)一圈,你需要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度有多快,還需要檢測三個輪子直徑邊緣的線速度。 自行車的傳動機(jī)構(gòu) v1=ω1rv3=ω3r3=ω2r 其中 T1 等于: 本題目的是讓中學(xué)生了解勻速圓周運動與自行車的線速度、角速度、半徑的關(guān)系。傳動裝置結(jié)合實際情況。 它沒有鎖定,所以地面向右移動的速度等于前輪上一點的線速度。 因為電機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速n=300r/min=5。因此,一個磁道通過磁盤所需要的時間就是可讀字節(jié)數(shù)=51290=46080(字節(jié)說明:這道題的目的是讓中學(xué)生結(jié)合實際情況了解勻速圓周運動設(shè)計復(fù)習(xí),本次教學(xué)設(shè)計采用大量生活實例,介紹圓周運動的定義,并比較描述物體直線運動速度的速度概念線,并結(jié)合實例推導(dǎo)了線速度和角速度的概念,并通過分析歸納,得出線速度和角速度的關(guān)系