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一、教學(xué)目標(biāo)
【知識與技能】
知道描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的兩個(gè)物理量——線速度、角速度,會推導(dǎo)二者之間的關(guān)系。
【過程與方法】
通過對傳動(dòng)模型的應(yīng)用,對線速度、角速度之間的關(guān)系有更加深入的了解,提高分析能力和抽象思維能力。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
在思考中體會物理學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系,提高分析歸納能力,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
線速度、角速度的概念。
【難點(diǎn)】
二者關(guān)系的推導(dǎo)過程。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一:新課導(dǎo)入
情景導(dǎo)入:課件展示生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng):
展示生活中的一些運(yùn)動(dòng),引導(dǎo)找相似點(diǎn):運(yùn)動(dòng)軌跡是一些圓,這種運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)——引出課題。
環(huán)節(jié)二:新課講授
過渡:學(xué)生列舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。
1.田徑場彎道上賽跑的運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng);
2.風(fēng)車的轉(zhuǎn)動(dòng);
3.地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn);
4.自行車的前后輪、大小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)等。
研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),我們往往會提到物體的運(yùn)動(dòng)快慢。對于做直線運(yùn)動(dòng)的物體,我們用單位時(shí)間內(nèi)的位移來描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢.。
問題:對于圓周運(yùn)動(dòng)又如何描述它們的運(yùn)動(dòng)快慢呢?
(一)線速度
演示1:在臺式電風(fēng)扇的葉片上分別標(biāo)記紅、藍(lán)兩種顏色的點(diǎn),到中間軸的距離不等。用手緩慢撥動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng),讓學(xué)生感受兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),并用flash模擬。
讓學(xué)生仔細(xì)觀察,說出哪個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快,你是怎么比較的。
討論交流
兩個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,但通過的弧長不相等,通過的弧長長的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快。
總結(jié):圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過的弧長與所用時(shí)間的比值能夠描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,我們把它稱之為線速度。
定義:弧長l與通過這段弧長所用時(shí)間t的比值叫做線速度, 。(物體沿著圓周運(yùn)動(dòng),并且線速度的大小處處相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng))
說明:(1)線速度是瞬時(shí)速度。
(2)線速度是矢量,它既有大小,也有方向(在圓周各點(diǎn)的切線方向)。
(3)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng),因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。
(4)單位:m/s.
(二)角速度
觀察剛剛的flash,風(fēng)扇葉片上的點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),除了弧長發(fā)生了變化以外,還有什么變了?(與中點(diǎn)連線的角度)
所以同樣可以用半徑轉(zhuǎn)過的角度φ和所用時(shí)間t的比值來表示圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。即角速度
定義: 說明:(1)對某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,角速度ω是恒定的;
(2)單位:rad/s。
(三)推導(dǎo)二者關(guān)系
教師給出任務(wù):嘗試總結(jié)出線速度、角速度二者的關(guān)系。
學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行推導(dǎo),得出結(jié)論, , ,根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系l=θr得:v=ωr.
環(huán)節(jié)三:鞏固練習(xí)
給出問題場景:讓學(xué)生觀察自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖中的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)部分的轉(zhuǎn)動(dòng),分析A、B、C三個(gè)點(diǎn)線速度、角速度的關(guān)系。
環(huán)節(jié)四:小結(jié)作業(yè)
除了線速度、角速度,還有一些可以用來描述快慢的物理量,如周期T、頻率f,試著自己推導(dǎo)這些物理量之間的關(guān)系。
四、板書設(shè)計(jì)
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