圆周运动教学设计

2024-06-19

圆周运动教学设计（共8篇）

1.圆周运动教学设计篇一

《圆周运动》教学设计

“圆周运动”为物理必修2曲线运动中的内容，是直线运动知识的拓展，也是曲线运动知识的深入研究。本节课中，根据圆周运动的自身的特点，引入了线速度、角速度、转速和周期的概念，这些概念的学习是本章的重点，也是后面几节向心加速度、向心加速度和向心力学习的基础，同时为学习带电粒子在电磁场中运动打下基础。此外，匀速圆周运动与我们日常生活、生产、科学研究有着密切的联系，因此学习这部分有重要的意义。【学情分析】

学生在前面的学习过程中已掌握了有关曲线运动的相关知识，实际生活中有许多鲜活的素材，已经具备了一定的知识积累和生活阅历。同时初步掌握了微元法和比值定义法，再加上在数学上对圆的认识，学生已经初步具备了研究圆周运动问题基本能力，就知识本身而言，本节课的知识对学生来讲不是困难。由于本节课的概念比较多，内容相对其它节而言比较单调，应通过举一些实例引起学生注意力，启发学生思考、总结，认识现象从而理解概念。此外，高一学生已具备一定观察能力和经验抽象思维能力，并对未知新事物有较强的探究欲望。【教学目标】

一、知识与技能

1、知道圆周运动的概念；

2、通过实际生活中的圆周运动的例子，掌握线速度、角速度、转速和周期概念；

3、学生通过学习圆周运动的模型，理解匀速圆周运动是变速运动，以及速度大小不变，方向时刻在变；

4、掌握各物理量之间的关系，学生会计算圆周运动的一些物理量。

二、过程与方法

1、经历线速度、角速度概念由来的理论探究过程，让学生感受科学探究艰辛和成功的喜悦；

2、掌握发现、总结物理规律的方法：合理猜想、实验法、归纳法，极限法等；

3、通过演示实验及多媒体课件展示获取感性认识，经过理论探究和严密的逻辑推理获得理性的升华。

三、情感态度与价值观

1、通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点；

2、通过合作探究学习，培养学生多动手、勤思考、善于归纳总结的学习态度，提升学生学习物理的兴趣和热情。【教学重难点】

重点：线速度、角速度的概念，以及描述匀速圆周运动快慢与描述直线运动快慢的方法的比较。难点：理解线速度、角速度的物理意义。【教学过程】

为了让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程，经历基本的科学探究过程，充分发挥教师的组织者和引导者的作用，激发学生的学习兴趣，培养学生良好的思维习惯和初步的科学实践能力，本节课的教学过程设计如下。

一、创设情境、导入新课

视频播放生活中几种学生熟悉的运动画面，如钟表指针的走动、电扇叶轮上各点的运动、地球的公转，演示系绳小球在竖直平面内运动。请学生观察并提出问题：

1、你看到的几种运动有什么共同特点？

2、日常生活中还有哪些这样的运动？教师从而导入新课：这就是我们今天要研究的圆周运动。

设计意图：借助多媒体、实验等直观手段，选用学生熟知的生活素材，充分调动学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。

二、联系实际、提出问题

请学生列举一些生产和生活中物体做圆周运动的实例。学生纷纷举例：公园里的摩天大轮的运动、自行车的轮子转动、工厂里砂轮的运动、地球的自转等。

提出问题：做圆周运动物体上的质点，哪些运动得较慢？哪些运动得更快?我们应该如何比较它们运动的快慢呢？引导学生进行分组讨论？寻求问题的答案。

设计意图：以观察实验为基础，进一步引导学生认识物体运动的轨迹形状以及分析物体运动的特点，把物理学与学生的生活实践联系起来，引起矛盾冲突,激发学生的求知欲望。

三、讨论探究、自建概念

学生根据自身的经验，经过交流讨论，大致可形成以下四种猜想。猜想1：比较物体在一段时间内通过的圆弧长短。

直线运动中引进速度来描述物体运动的快慢，即比较物体在一段时间内的位移，那么在圆周运动中是否可以通过“速度”来描述物体运动的快慢？引导学生分组讨论、探究。

设计意图：利用学生已有的知识，通过对比，根据圆周运动的自身特点，比较自然引导学生过渡到对描述圆周运动快慢的物理量——线速度的学习。

实验探究：如何设计实验测出做圆周运动的物体速度的大小？

实验重点在于能否将曲线运动转化为直线运动，在学生交流讨论中，老师可针对学生实际情况进行有效引导，形成实验方案。

实验方案：采用打点计时器记录时间，用刻度尺测量纸带上的点间距离表示弧长，用弧长与时间的比值来表示速度的大小。

实验器材：学生电源、打点计时器、纸带、手摇转盘、双面胶(用双面胶将纸带固定在转盘边缘上一点)。实验装置如图所示，利用多媒体课件进行展示，并引导学生思考下列问题：

(1)纸带上相邻的点之间的距离反映了什么？(2)纸带上相邻的点之间的距离不同说明了什么？

(3)转盘边缘上点的运动方向能否通过纸带上的点反映出来？(4)转盘边缘上点的运动速度是否可以通过纸带上的点来求解？设计意图：转盘边缘上的点和纸带上的点同时运动，经过的距离相同，这样就将直线运动定义速度的方式，自然地过渡到在圆周运动中定义线速度，水到渠成。

引导学生讨论教材“思考与讨论”中的问题，经过讨论交流，逐步形成对线速度概念的认识。线速度的物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢的物理量，线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

线速度的定义：质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值叫做线速度。线速度的定义式：v =Δs/Δt。单位：m/s（s是弧长，不是位移）

线速度的瞬时性：当选取的时间Δt很小很小时（趋近零），弧长Δl就等于物体在t时刻的位移，定义式中的v，就是直线运动中学过的瞬时速度了。

线速度的矢量性：线速度既有大小，也有方向。它的方向为圆周上各点的切线方向。

注意：“匀速圆周运动”中的“匀速”指的速度的大小不变，即速率不变；而“匀速直线运动”的“匀速”指的速度不变是大小方向都不变，二者并不相同。可见匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变。

设计意图：根据学生的讨论，教师要因势利导，做增强学生思维的“催化剂”，从而科学地归纳得出关于线速度的知识点，同时渗透比值定义法、极限思想、类比法。

教师出示课件展示大小两轮通过皮带连接的转动，并提出问题：(1)根据线速度的定义，试比较两轮边缘上点的线速度关系；(2)两个轮的转动快慢是否相同? 线速度是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，但质点沿圆周运动得快慢与转动得快慢不是一回事。如何描述质点转动得快慢呢？

猜想2：比较物体在一段时间内半径转过的角度。通过针对性的问题设计，引导学生阅读书本相关内容，经过交流讨论、师生互动，在此基础上得出角速度的概念。

角速度的物理意义：描述做圆周运动的物体转动的快慢。

角速度的定义：做匀速圆周运动的物体转过的角度Δθ跟所用时间Δt的比值，就是质点转动的角速度。

角速度的定义式：ω=Δθ/Δt。单位是弧度每秒（rad／s）说明：角速度也是矢量，在高中阶段不研究其方向

设计意图：要让学生体会一个新的物理量的引入，不是凭科学家的想象，而是研究问题的实际需要。

角速度概念引入，能发挥学生更多的想象空间，学生根据生活阅历，针对圆周运动的特殊性，描述圆周运动的物体的转动快慢，可以直接通过时间和圈数来表示。

猜想3：比较物体转过一圈所用时间；猜想4：比较物体在一段时间内转过的圈数。

由猜想3和猜想4自然引出了描述圆周运动快慢的两个物理量：周期和转速。周期：做匀速圆周运动的物体，经过一周所用的时间。周期用T表示，单位为秒。

转速：物体在单位时间所转过的圈数。转速用n表示，常用单位为每秒转数，符号为r/s或每分转数r/min。

设计意图：周期和转速对学生来说并不陌生，通过创设问题情境，拓宽思考问题的空间，给学生创造发表见解的机会，让学生最大限度地发表自己的意见。

线速度描述了做圆周运动的物体通过弧长的快慢，角速度描述了物体转过角度的快慢，周期（频率）和转速描述做圆周运动物体转动的快慢。它们均是描述做圆周运动物体运动快慢的物理量，各物理量之间有什么关系？引导学生用刚学过的线速度和角速度的概念和定义，推导出各物理量间的关系v=2πr/T、ω=2π/T、v = rω。

设计意图：通过数理结合推导，加深对所学知识的理解，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。到此，教师还需引导学生进一步思考，以上都能描述圆周运动快慢的线速度、角速度、转速和周期，除了有以上的联系外，还有没有不同的地方？如果学生通过讨论发现周期这一概念更能突显出圆周运动的周期性和重复性，将使学生对圆周运动有进一步的认识。

四、应用拓展、丰富内涵

为使学生所学的知识更扎实、稳定，能使所学知识顺利迁移，滞留部分时间，通过练习的方式进行应用拓展、丰富知识内涵。具体做法是利用课件展示精选的例题剖析(精选的例题应体现线速度、角速度大小比较，以及它们之间的内在联系；同时题意应联系生活实际，以激发学生的学习兴趣。

例

1、半径10cm的砂轮，每0．2秒转一周，砂轮旋转的角速度多大？砂轮边沿一点的速度大小为多少？

例

2、如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是rA＝rC＝2rB．若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比。

设计意图：例2缘于自行车的传送结构模型，对学生来讲应该比较熟悉，有一定难度，学生经过思考、交流，在师生互动的过程中，加深对线速度和角速度概念的理解，学以致用，提高解决实际问题的能力。

【教学反思】

本节课尝试着采用了任务驱动策略，创设物理情景，为学生的活动明确目标，引导学生积极思考。在教学中本着“以学生发展为本”的教学设计理念，精心设计好适用于学生学习，有利于学生发展的动态方案，以便于凸现探究过程和方法，给学生充裕的思考时空。在整个教学中，由于本节学习的一些物理量较为抽象，特别是线速度和角速度的概念，采用日常生活中常见的现象，通过鲜活的例子，激发学生学习积极性，把抽象的物理量具体形象化充分调动学生学习的主动性，用合作探究与交流讨论的学习方式引导学生，在学习物理的过程中，联系生活实际和自身经验，引导学生对物理知识进行了解与掌握，理解物理知识的内在价值。

2.圆周运动教学设计篇二

一、制订具体形象的运动游戏目标是引领幼儿调控运动快乐的前提

运动游戏目标的制订要具体形象, 不仅要突出游戏情节和难点, 还要强调幼儿对具体动作的技能练习, 以及幼儿在活动中获得的情感体验等。这要求教师一方面对运动游戏课程具有深度的解读和驾驭能力, 另一方面对幼儿运动游戏兴趣与水平具有良好的把握能力。如:在大班运动游戏《小小赛车手》中, 我在解读幼儿玩轮胎已有经验的基础上, 制订了如下教学目标:1.能在指定的、有障碍的路面上将轮胎快速推滚。2.在学做小小赛车手中体验与同伴竞争的快乐。又如:在制订中班运动游戏《小马练本领》教学目标前, 我先观察了幼儿对踩高跷动作的掌握程度并找出其中的难点, 然后以此为据将教学目标定位为:1.能用10cm高的高跷, 两脚交替地走过10cm～15cm高的障碍物。2.喜欢扮演小马角色做踩高跷游戏。

二、设计符合幼儿兴趣的运动游戏情境是激发幼儿运动快乐的关键

运动游戏的情境必须能吸引幼儿积极主动地参与运动游戏, 这就需要教师在设计运动游戏情境时考虑这三个因素:有趣———游戏性强;有戏———由易到难、层层推进进入高潮;有挑战———加大运动技能的要求。如:在大班运动游戏《小青蛙捉害虫》中, 我以游戏情境“小青蛙捉害虫”贯穿活动始终, 扮演青蛙妈妈的我与扮演小青蛙的幼儿一起念着儿歌进入运动地场。我先让幼儿将绳子摆放成不同宽度的“小河”, 练习立定跳远。然后, 我引出请小青蛙们帮助农民伯伯捉害虫的情节。接下来, 幼儿自由选择小青蛙与害虫的角色, 小青蛙兴奋地在田里捉害虫, 扮演害虫的幼儿灵活地躲避小青蛙, 当快要被抓到时可以躲到特设的圈中, 使小青蛙不能抓到;如果被捉到, 则要跟小青蛙一起跳过“小河”到小青蛙家中去。在这个活动中, 青蛙与害虫追逐与逃避的游戏情境使幼儿始终处于愉悦的运动状态, 幼儿在游戏中快乐地完成了双脚立定跳远的动作练习。又如:在中班运动游戏《学做解放军》中, 我设计了小解放军练本领的游戏情境, 让一半小解放军钻进环状席子和大塑料滚筒制作的坦克车里开坦克 (手膝爬) , 通过“封锁线”;另一半小解放军在战壕后面, 用手榴弹 (流星球) 投移动的坦克车。如此有趣的游戏情境不仅激发了幼儿对运动游戏的强烈兴趣, 而且还加快了幼儿对动作技能掌握的步伐。

三、提供易操作的运动游戏材料是幼儿充分体验运动快乐的基石

3.圆周运动中摩擦力方向教学篇三

【关键词】：圆周运动摩擦力方向

【中图分类号】G633.7

圆周运动中摩擦力的方向分析对于学生来说是一个难点，教学中选择了学生易错的几个典型例题进行了分析。

例题1、在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心.能正确的表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是（）

该题有两个目的，一是利用牛顿第二定律解决匀速圆周运动的方法，指向圆心的合力提供向心力，二是告诉学生分析摩擦力时，要先分析是滑动摩擦力还是静摩擦力，这两种摩擦力产生的原因不同，方向的分析方法也有所区别。雪橇在冰面上相对运动，雪橇受到的是滑动摩擦力，方向与相对运动方向相反，故沿圆周的切线方向，雪橇做匀速圆周运动，指向圆心的合力提供向心力，答案选择C。

例题2.一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是ω。盘面上距圆盘中心r的位置，有一个质量为m的小物块能够随圆盘一起做匀速圆周运动运动，如图1所示。关于物块的向心力，甲、乙两位同学有两种不同意见：甲认为物体所需的向心力由圆盘对物体的静摩擦力提供，静摩擦力方向指向圆心；乙认为物体有向前运动的趋势，静摩擦力方向向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能是由静摩擦力提供。你的意见是什么？说明理由。

甲同学是从牛顿第二定律的角度来分析静摩擦力的方向，做圆周运动的物体都需要给它提供向心力，而这里的物体随圆盘一起匀速转动时，物体除受到重力和圆盘给它的支持力这一对平衡力外，就只受到圆盘给它的静摩擦力，所以就是这个静摩擦力提供了向心力，静摩擦力的方向沿着半径指向圆心。乙同学是从静摩擦力的产生原因来分析的，从阻碍相对运动趋势角度来分析静摩擦力的方向。只是乙认为物体有向前运动的趋势，这个相对运动的趋势方向判断错误才导致的。运动趋势方向判断总的原则应是先假定没有摩擦力，而其他条件不变时，找出它在这一时刻和经历极短时间的下一时刻之间的相对位移方向，这个相对位移方向，便是这时刻物体相对运动趋势的方向。

设某时刻物体在水平匀速转动圆盘上A点，如图2所示。若这时刻无摩擦力，则物体相对地面将沿这点切线方向作匀速直线运动经极短时间Δt运动到B点，速度大小v=ωr。物体相对地面位移 AB=ωrΔt，同时圆盘上A点也以速率v=ωr运动到C点，当Δt极短时，弧长可近似看成直线， =vΔt=ωrΔt， AB = ，则有△ACB为等腰三角形，物体相对于圆盘上A点的相对位移是CB，当Δt极短时∠CAB趋向于0，∠ACB=∠ABC=900，即∠OCB=1800，O、C、B在一条直线上。这就是说，物体相对于圆盘A点有沿半径向外的运动趋势，而静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，因此静摩擦力方向是沿半径指向圆心的。

同时通过实验视频的慢放，如图3所示，滑块相对于圆盘沿半径向外运动，加深学生的理解。

通过例题1和例题2的比较分析，让学生了解滑动摩擦力的方向分析和静摩擦力的方向分析方法有所不同，在分析摩擦力的方向时要先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力。有同学在运用牛顿第二定律解决圆周运动时就记住了结论，指向圆心的合力提供向心力，静摩擦力指向圆心提供向心力。所以安排了例题3变速圆周运动，跟匀速圆周运动去比较，使学生进一步理解圆周运动中的摩擦力方向。

例题3.一个圆盘静止在水平面内，盘面上距圆盘中心r的位置，有一个质量为m的小物块，如图4所示。当圆盘从静止开始加速转动，角速度ω从0慢慢增大的过程中，小物块一直随圆盘一起做圆周运动，则物块受到的摩擦力Ff方向可能正确的是（）

小物块随圆盘一起做变速圆周运动，从牛顿第二定律角度分析，如图5所示，物块做圆周运动，需要一个指向圆心的力提供向心力，故分力F1沿着半径指向圆心，提供向心力，以改变速度的方向。同时，由于圆周运动的角速度不断增大，物块的线速度大小不断增大，分力F2与圆弧相切与线速度同向，改变速度的大小，两分力合成后的方向为静摩擦力的方向，故C正确。

通过例题3变速圆周运动的分析，让学生明白匀速圆周运动与变速圆周运动中合力的处理是有所区别的。匀速圆周运动则指向圆心的合力提供向心力，变速圆周运动中合外力沿着半径方向的分力提供向心力，改变速度的方向，合外力沿轨道切线方向的分力，改变速度的大小。

通过三个例题的分析，归纳圆周运动中摩擦力的方向分析方法，首先分析是滑动摩擦力还是静摩擦力。滑动摩擦力方向根据相对运动方向来分析，静摩擦力方向结合牛顿第二定律来分析。其次是圆周运动的分析，要分清是匀速圆周运动还是变速圆周运动。匀速圆周运动切线方向的分力等于零，则指向圆心的合力提供向心力。而变速圆周运动中合外力沿轨道切线方向的分力不等于零，合外力沿着半径方向的分力提供向心力。

参考文献：

4.高中物理必修2圆周运动教学设计篇四

●通过演示实验、展示图片、观看视频、动画，让学生认识圆周运动的特点，

演示小球在水平面内圆周运动

展示自行车、钟表、电风扇等图片

观看地球绕太阳运动的动画

观看花样滑冰视频

提出问题：它们的运动有什么共同点?答：它们的轨迹是一个圆.

师：对，这就是我们今天要研究的圆周运动

观看动画，思考问题：这两个球匀速圆周运动有什么不同?答：快慢不同

提出问题：如何描述物体做圆周运动的快慢?

学生动手，分组实践，观察自行车的传动装置，思考与讨论：

自行车的大齿轮，小齿轮，后轮中的质点都在做圆周运动。

比较哪些点运动得更快些?说说你比较的理由。

讨论后，展示自行车传动装置图片(或视频)，进一步提问：如何比较物体圆周运动快慢?师生共同分析，小结可能的比较方法：

方案1：比较物体在一段时间内通过的圆弧长短

方案2：比较物体在一段时间内半径转过的角度大小

方案3：比较物体转过一圈所用时间的多少

方案4：比较物体在一段时间内转过的圈数

注意：在与学生交流时表达鼓励和赏识：如“非常好!”、“你(们)真棒!”、“说得对!”等。

(二)新课教学

描述圆周运动快慢的物理量

线速度

学生阅读课文有关内容，思考并讨论以下问题：

1.线速度是怎么定义的?单位是什么?

2.线速度的方向怎样?请说出圆周运动的速度方向是怎么确定的。

3.物体匀速圆周运动的线速度有什么特点?

4.为什么说匀速圆周运动是一种变速运动?这里的“匀速”是指什么不变?

生生互动，师生互动后，概括如下：点击幻灯片，全方位学习小结线速度的概念;并通过砂轮切割的视频，让学生感受圆周运动的速度方向。如下：

线速度：

定义：质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。

大小：v=Δl/Δt (分析：当Δt很小时，v即圆周各点的瞬时速度。)

单位：m/s 方向：沿圆周上该点的切线方向(看砂轮工作视频)。

物理意义：描述通过弧长的快慢。

匀速圆周运动：质点沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。

看动画，学习匀速圆周运动的概念：质点沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。(请学生再举几个生活中的圆周运动的实例)

关于匀速圆周运动的问题讨论：

1.匀速圆周运动的线速度是不变的吗?此处的“匀速”是指速度不变吗?

2.匀速圆周运动是匀速运动吗?

注意：在与学生交流时表达鼓励和赏识：如“很好!”“你(们)真了不起!”等。

讨论后，小结如下：

匀速圆周运动是变速运动!(线速度的方向时刻改变)

“匀速”指速率不变

匀速圆周运动是线速度大小不变的运动!

角速度

看图片，回答问题：(转向角速度学习)

观察自行车的传动装置，分析P点和N点，M点和N点哪点运动得更快些?哪点转动得更快些?请同学们讨论一下!

通过讨论，同学们发现，原来，质点运动得快与转动得快不是一回事!有必要引入一个表示转动快慢的物理量──角速度(转入角速度学习)

注意：在与学生交流时表达鼓励和赏识：如“分析得好!”“不错!”等。

下面我们研究描述匀速圆周运动转动快慢的物理量──角速度

学生阅读课文有关内容P14-15，思考以下问题：

角速度是怎么定义的?

1.角度的单位是什么?它和通常意义上的单位有何不同?

2.角度的大小是怎么表示的?

3.30°，45°，60°，90°，180°，360°，用弧度作单位该怎么表示?

4.角速度的单位是什么?计算带单位时为什么应写为s-1?

5.匀速圆周运动的角速度有什么特点?

生生互动，师生互动后，概括如下：点击幻灯片，全方位学习小结角速度的概念

1.角速度：

定义：质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt 的比值叫做角速度。

大小：ω=Δθ/Δt

单位：rad/s

物理意义：描述半径扫过角度的快慢。

2.匀速圆周运动是角速度不变的运动

问题：除了以上两种方法，还可以怎么描述匀速圆周运动转动的快慢?

看动画，讨论，得出方案：

即比较物体转过一圈所用时间的多少或比较物体在一段时间内转过的圈数，

看动画，学习周期和转速的概念。

周期与转速

1.周期：

定义：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间。

大小：T=2πr/v=2π/ω

单位：秒(s)

2.转速：n

定义：单位时间内转过的圈数叫转速

单位：转/ 秒(r/s)、转/分(r/min)

线速度与角速度的关系

看动画，思考与讨论：

观察电风扇转动，定性比较扇叶上A,B,C,D，E各点的线速度、角速度的大小。

用数学方法推导圆周运动的线速度和角速度有定量什么关系?v = rω

设物体做半径为r的匀速圆周运动，在Δt内通过的弧长为Δl ，半径转过的角度为Δθ

由数学知识得Δl = rΔθ

v=Δl/Δt=rΔθ/Δt= rω

关于V=ωr的讨论：

当r一定时，V与ω成正比

当V一定时，ω与r成反比

当ω一定时，V与r成正比

小结：线速度、角速度与周期的关系，(点击幻灯片)

线速度与周期的关系：v=Δl/Δt=2πr/T

角速度与周期的关系：ω=Δθ/Δt=2π/T

线速度与角速度的关系：v = rω

观看动画，分析讨论，得出结论：两个重要的结论

同一传动各轮边缘的线速度大小相等

同轴各点的角速度相等

本课小结及板书设计：

§5.圆周运动

1.圆周运动：轨迹是圆周的运动

2.描述圆周运动快慢的物理量

(1)线速度：v=Δl/Δt

单位：m/s 方向：沿圆周上该点的切线方向。

物理意义：描述通过弧长的快慢。

匀速圆周运动：

质点沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。

(2)角速度：ω=Δθ/Δt

单位：rad/s

物理意义：描述半径扫过角度的快慢。

(3)周期：T=2πr/v=2π/ω

单位：秒(s)

(4)转速：n

单位：转/ 秒(r/s)、转/分(r/min)

3.线速度、角速度、周期的关系：

v=Δl /Δt=2πr/T

ω=Δθ/Δt=2π/T

v = rω

4.两个重要关系：

(1)同一传动各轮边缘的线速度大小相等

5.圆周运动教学设计篇五

王广范陕西省宝鸡中学 721913

【教材版本】人民教育出版社物理必修2 【设计理念】充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，分析信息，主动建构良好的认知结构，培养创新精神。本节中线速度,角速度的引入是一个难点内容，为了突破难点，只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能激发学生的求知欲望，加深对知识的理解。在探究过程中，教师要引导学生从生活实际中发现问题，使学生产生探究的动机，从而提出问题，解决问题，体验问题。整个教学过程中，教师是一个引导者和参与者，组织者和帮助者，学生是学习的主人，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。【教材分析】

1．知识结构分析教材首先定义什么叫圆周运动，接着列举日常生活中的圆周运动，让学生去体会和感悟圆周运动；经历观察与思考后，从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度概念，最后推导出线速度、角速度间的关系。2．知识发生发展过程分析先通过几个实例的引入，使学生回顾常见圆周运动。为了突破线速度,角速度引入难点，通过创设情景从实例出发，分析如何描述圆周运动的快慢,得出时间,弧长,角度等物理量的作用,这种由简单到复杂，由特殊到一般的思维方法，使学生更容易学习和理解，培养学生严谨的科学态度和科学的推理能力。3．知识学习意义分析

通过本节学习，在知识上，掌握线速度,角速度的概念，可以为下节课《向心加速度》的学习打下基础，从而方便地得出向心加速度的公式；在方法上，领悟到描述快慢的常用方法，并通过公式的推导，进一步理解物理量间的关系。4．教学建议与学法指导说明

教学设计通过几个实例的引入，进一步认识圆周运动。为理解线速度,角速度创设情景这种由实践到理论,由简单到复杂，由特殊到一般的思维方法，使学生更容易学习和理解，高中阶段是培养学生实验探究能力和抽象思维能力的重要时期，通过学生对实例的分析和自主进行公式推导，使学生经历探索，感受科学探究的方法。本次课的探索过程仅仅是众多探索中的一次，经常使学生经历这样的过程，感受过程中的方法，将实现培养学生科学探究能力，提高科学素养的目的。【学情分析】

1．原有认知发展分析初中物理教学是以直观教学为主，而高中物理主要是以实验推理为主。高一学生逻辑推理能力和抽象思维能力不是很强，不注重对知识内涵的研究，通常是记住一些相关的公式和规律，以为在考试中会用来解题就行了。另一方面，高一学生的思维非常活跃，可塑性强，容易受老师教学思路的影响形成思维定势，如果教师教法得当，学生容易形成科学的思维方法。所以，在教学中，同样要遵循从感性到理性的认识规律，抓住学生的心理特点进行教学设计。

学生的学习过程是学生原有认知结构中的有关知识和新学内容相互作用形成新的认知结构的过程。物理认知结构就是学生头脑里的物理知识按自己理解的深度和广度，结合自己的感觉、知觉、记忆思维、联想等认知特点，组合成一个具有内部规律的整体结构。2．原有知识结构分析

通过机械运动,曲线运动前几节的学习，学生已经掌握了速度来描述运动的快慢和曲线运动的一般规律，知道物体做曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向。分析学生已掌握的知识结构后，结合下一节课的教材结构特点，制定更有效的突破难点的策略。3．非认知因素分析

新教材除了要落实知识外，更重视知识的探究过程，从中体会科学方法与物理思想。本节自主探究出圆周运动的线速度,角速度大小的表达式，以及之间,相互联系.方法是用类比分析。【教学目标】 1．知识与技能

（1）了解物体做圆周运动的特征

（2）理解线速度的概念，知道它是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量。理解描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量还有角速度，会用它们的公式进行计算。

（3）理解线速度、角速度之间的关系：vr 2．过程与方法

（1）联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征。（2）联系各种日常生活中常见的现象，通过课堂演示实验的观察，引导学生归纳、总结描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的L物理量：线速度大v、角速度大小：周期T、转速n等。

tt2r2（3）探究线速度与周期之间的关系v，结合，导出vr

TT3．情感、态度与价值观．

（1）经历观察、分析总结及探究等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识。

（2）通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。【重点难点】

1．教学重点：线速度、角速度、周期的概念以及它们之间的联系。2．教学难点：理解线速度、角速度物理意义。【教学环境】

1.学生可能获得的学习环境：投影仪——投影学生所做推理,结论 2.可用的多媒体课件：演示圆周运动的实例课件【教学方法】

启发、探究、推理、讨论和交流，还课堂给学生，充分发挥学生的主体作用，教师通过物理问题启发、引导学生探究方向、把握探究时间、评价并板书探究结果。

【教学思路】

本节课的设计流程为：创设情境→提出问题→探索研究→数学推理→得出结论。

高一学生逻辑推理能力和抽象思维能力不是很强，在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，抓住学生的心理特点进行教学设计。学生的学习过程是学生原有认知结构中的有关知识和新学内容相互作用形成新的认知结构的过程。为了突破重点，难点，教学中应该循序渐进引导学生思考，逐步体会渗透科学的思维方法，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能激发学生的求知欲望，加深对知识的理解。

【教学过程】

（一）引入新课

直接引入新课 ,学习常见的曲线运动――圆周运动。

（二）进行新课

教师活动：引导学生列举生活中常见的圆周运动的实例，增强学生的感性认识。

学生活动：学生举例。

教师活动：演示圆周运动的实例课件，提出问题：

做圆周运动的物体，哪些运动得更快？我们应该如何比较它们运动的快慢呢？

引导学生讨论教材“思考与讨论”中的问题，选出代表提出见解。

学生活动：思考并讨论自行车的大齿轮、小齿轮、后轮上各点运动的快慢。教师活动：听取学生的发言，针对学生的不同意见，引导学生过渡到对描述圆周运动快慢的物理量――线速度的学习上来。

1、线速度

教师活动：我们曾经用速度这个概念来描述物体作直线运动时的快慢，那么我们能否继续用这个概念来描述圆周运动的快慢呢？如果能，该怎样定义呢？

学生活动：（1）阅读教材“线速度”部分

（2）归纳知识点（3）交流讨论

师生互动：投影知识点总结

（1）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.（2）定义：质点做圆周运动通过的弧长ΔL和所用时间Δt的比值叫做线速度。（比值定义法）

L（3）大小：v 单位：m/s（L是弧长，非位移）

t（4）当选取的时间Δt很小很小时（趋近零），弧长ΔL就等于物体在Δt时刻的位移，定义式中的v，就是直线运动中学过的瞬时速度了。（极限的思想）

（5）方向：在圆周各点的切线上

（6）“匀速圆周运动”中的“匀速”指的速度的大小不变，即速率不变；而“匀速直线运动”的“匀速”指的速度不变是大小方向都不变，二者并不相同。

［结论］匀速圆周运动是一种变速运动.2、角速度

教师活动：描述圆周运动的快慢，除了用线速度外，还有没有其它方法？学生活动：（1）阅读教材“角速度”部分

（2）归纳知识点（3）交流讨论

师生互动：投影知识点总结

（1）物理意义：描述质点转过的圆心角的快慢.（2）定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过Δθ的角度跟所用时间Δt的比值，就是质点运动的角速度；

（3）定义式：

t3、角速度的单位

教师活动：线速度的单位是米每秒，角速度的单位又是什么呢？

［投影］提出问题

（1）怎样度量圆心角的大小？数学中用弧度这个单位，知道这个单位是如何得到的？在计算时要注意什么？（2）国际单位制中，角速度的单位是什么？

（3）有人说，匀速圆周运动是线速度不变的运动，也是角速度不变的运动，这两种说法正确吗？为什么？

学生活动：阅读教材，完成对角速度单位的学习。师生互动：投影知识点总结

（1）圆心角θ的大小可以用弧长和半径的比值来描述，这个比值是没有单位的，为了描述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就是弧度。弧度不是通常意义上的单位.（2）国际单位制中，角速度的单位是弧度每秒（rad／s）

（3）第一句话是错误的，因为线速度是矢量，匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，后一句话是正确的，因为角速度是标量，没有方向，因此角速度是不变的。

教师活动：教材中还提到了描述圆周运动快慢的两种方法，它们是什么？单位如何？

学生活动：阅读教材，掌握转速和周期的概念。

4、线速度跟角速度的关系

教师活动：线速度和角速度都能描述圆周运动的快慢，它们之间有何关系呢？

引导学生阅读教材，推导出线速度和角速度的关系。

学生活动：在练习本上推导线速度和角速度的关系式。师生讨论：

（一）填空

1．做匀速圆周运动的物体线速度的________不变，_________时刻在变，所以线速度是________（填恒量或变量），所以匀速圆周运动中，匀速的含义是_____________________________________。

2．对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是一定的？

（二）某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1：d2：d3＝1：2：3，求 A：秒针、分针、时针尖端的线速度之比 B：秒针、分针、时针转动的角速度之比。

（三）课堂总结

6.圆周运动教学设计篇六

1．做匀速圆周运动的物体的速度方向是在圆周的每一点的切线方向上，因此速度方向总与半径垂直，时刻在变化着，所以匀速圆周运动是变速运动，做匀速圆周运动的物体处于非平衡状态。所谓“匀”，应理解为“匀速率”。即匀速圆周运动确切的说是匀速率圆周运动。2．描述圆周运动的物理量的关系。

其中T、f、余两个量也应确定了，但v还和半径r有关。

三个量中任一个确定，其3．在分析传动装置的各牧物理量时，要抓住不等量和相等量的关系。同轴的各点角速度相等，而线速度与半径r成正比，在不考虑皮带打滑的情况下，传动皮带与皮带连接的两轮边缘的各点线速度大小相等，而角速度与半径r成反比。

4、关于圆周运动应注意以下几点

1）．匀速圆周运动和非匀速圆周运动的区别，从运动学角度来说：匀速圆周运动的线速度大小不改变，方向时刻改变，而非匀速圆周运动的线速度大小和方向均在改变；从动力学角度来说。做匀速圆周运动的物体所受合外力总是指向圆心，即物体所受合外力完全提供向心力，只改变物体速度的方向，不改变速度的大小．此时，；非匀速圆周运动的物体受到的合外力不总是指向圆心，物体受合外力的作用是沿法线方向的分力改变物体的速度方向，而沿切线方向的另一分力改变物体速度大小．

2）．圆周运动的加速度方向在时刻改变，因此圆周运动不是匀变速运动，更不是平衡状态，它是非匀变速运动．

3）．解决圆周运动问题的关键是正确对物体进行受力分析，找出向心力的来源，列出动力学方程．当某个沿直径方向的力具体方向不明时，可假设一个方向进行列式。

5、正确理解匀速圆周运动知识点的确切物理含义，熟练掌握匀速圆周运动规律及应用 1）．特点

——变速运动。

（3）向心加速度（a）；

大小：或。

方向：指向圆心（可见向心加速度是变化的）。

7.圆周运动教学设计篇七

一、问题提出

在教学中, 遇到这样一个问题:如图所示, 在竖直平面内有如图所示的光滑轨道, 其中AD竖直, DB是曲面, BEC是半径为R的半圆, 曲面与半圆在B处相切, D与C等高, B是轨道最低点, B、C在同一竖直线上。在轨道内侧AD某处沿轨道释放大小不计、质量为m的光滑小球, 在离B多高处释放时, 小球能过C处?

学生不难得出正确解答:光滑轨道只能施加指向圆心的约束力, 当在C处圆周运动所需要向心力即为小球重力时, 即为圆周运动的临界最小速度, 由动能定理 (或机械能守恒定律) 可解得释放小球时离B的高度为2.5R (或离C高0.5R) 。

在处理这个问题时, 学生提出, 根据能量守恒, 在D处释放小球, 也应该可以达到相同的高度C处。理由很简单, 初中物理课中牛顿第一定律的学习, 学生知道, 从一个光滑斜面下滑的小球, 可以滑到对称斜面上同样的高度处。面对学生的疑惑:“为什么小球不能到达最高点?”, 大多数老师在处理学生这一疑惑时, 采用的是“迂回战术”, 一般不正面说明, 而是顺着学生的思路指出:如果可以达到C处, 在C处速度为0, 重力作用下将自由下落, 如果将轨道的圆周部分延伸, 小球将不能沿轨道继续做圆周运动, 根据对称性, 逆向思考, 倒过来看, 它也就不可能沿圆周从E运动到C。

当时, 看似解决了学生的疑惑, 但学生始终存疑。

二、知识回顾

高中物理教学中, 小球 (或质点) 在竖直平面内的圆周运动, 学生受知识和能力限制, 教学中往往只分析通过最高点和最低点的情况。问题研究总是从特殊到一般这样的规律进行的, 所以, 圆周运动这部分知识的考查, 在设置的问题时常常是以临界状态这个特殊情况作为切入点的。

竖直平面内的圆周运动, 由于作用物 (绳、轻杆、轨道、管道等) 不同, 临界问题一般可分为两种类型。

1.无物体支持的小球圆周运动临界问题 (绳或轨道圆周运动问题) , 简称为“轻绳类”问题。

绳是柔软的, 对小球只能产生沿绳收缩方向的拉力 (轨道问题可归结为轻绳类) , 即只能沿某一个方向 (径向) 给物体力的作用, 如图所示。没有物体支撑的小球, 在竖直平面做圆周运动过最高点的情况: (1) 临界条件:在最高点, 绳子 (或轨道) 对小球没有力的作用, v=。 (2) 小球能通过最高点的条件:v≥, 当v>时绳对球产生拉力, 轨道对球产生向下的压力。 (3) 小球不能过最高点的条件:v<, 实际上球还没到最高点就脱离了轨道, 而做斜抛运动 (见下文解析) 。

2.有物体支持的小球圆周运动的临界条件问题 (杆或管道类的问题) , 简称为“轻杆类”问题。

有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况 (小球在管道内做圆周运动的情况类似“轻杆类”) :

(1) 临界条件:由于硬杆和管壁的支撑作用, 小球恰能到达最高点的临界速度。

(2) 小球过最高点时, 轻杆对小球的弹力情况:

(1) 当v=0时, 轻杆对小球有竖直向上的支持力N, 其大小等于小球的重力, 即N=mg;

(2) 当0<v<时, 因, 则。

轻杆对小球的支持力竖直向上, 其大小随速度的增大而减小, 其取值范围是mg>N>0。

(3) 当v>时, N=0;

(4) 当v>时, 则, 即, 杆对小球有指向圆心的拉力, 其大小随速度的增大而增大。

需要注意的是杆与绳不同, 在最高点, 由于杆是硬的, 对小球既能产生拉力, 也能对小球产生支持力, 还可对小球的作用力为零。

以上知识, 学生在初次学习圆周运动时就能基本明白, 但为什么学习了能量相关知识后, 反而越学越糊涂了呢?在教学中, 到底在哪一个环节让学生出现了这样的疑问呢?

三、问题释疑

解了学生的问题后, 集中进行了答疑。

解答如下:

令小球在与C等高的D处释放, 达到如图所示位置时, 速度为v, 恰好对轨道的压力为0, 则此时小球圆周运动所需向心力即为重力的分力F1=mgcosθ。

在图示位置, 小球将离开轨道做斜抛运动, 在图示位置能继续能上升的高度为 (此时小球水平位移为, 图示位置到B C的水平距离, 可知小球还未到C点正下方) , 而图示位置与C点的高度差为, 可见, 即小球不能到达C处。

四、教学建议

以上解析, 从理论上解决了学生的疑惑。学生的这一疑惑对教学有什么启示呢?我们应该在教学中怎么办呢?我的一些做法, 供参考。

1.利用物理器材, 做好演示实验, 体现物理学科特点。“过山车”模型演示器, 结构简单, 操作简便, 可以将上述过程演示出来。在演示时, 将小球从不同高度释放, 让学生观察。“眼见为实”的事实, 可以有效让学生从感性上认识这一问题。

2.设置典型问题, 让学生充分思考、讨论、置疑, 自我发现问题, 并想办法解决问题。通过教师的引导、释疑, 达到学生提升认识、理解。

8.“大气的运动”教学设计篇八

教材分析

大气的运动是重点内容，也是难点内容。教材首先介绍了大气运动的基本形式，然后阐述了热力环流的概念和形成过程，并设置“活动”题来解释海陆风的成因。形成风的直接原因是水平气压梯度力。教材在叙述的基础上，用“活动”题来引导学生探究风在三种不同受力情况下风向与等压线的关系，以提高学生分析问题的能力。

教学重、难点

热力环流形成的原理；大气的水平运动——风。

教学目标

(1)明确热力环流的概念。理解热力环流形成的原理。

(2)掌握水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风的影响。

(3)能够解释生活中遇到的大气运动现象。

教学方法

导、议、讲、练等。

教学手段

多媒体辅助教学。

教学过程

新课导人：播放临沂市民在“诸葛亮旅游文化节”期间放飞孔明灯的影像资料。灯内的蜡烛燃烧后，孔明灯为什么能升上天空?

教师活动：展示孔明灯，让学生猜测孔明灯能升上天空的原因。

学生活动：思考原因1～2分钟。

(创设情景，激发学生兴趣，导入新课。)

板块一：有备而来

1相关知识铺垫

呈现资料：①气压：单位面积上空气柱产生的压力，单位为百帕(hpa)。②影响气压的因素。高度：地势越高，空气柱就越短，加上高层空气稀薄，气压越低，所以气压随高度增加而减小；温度：同一高度上，气压随气温而变化。③高气压：中心气压高于周围气压的区域。低气压：中心气压低于周围气压的区域。④等压线：在同一水平面上气压相等的连线。⑤等压面：是空间气压值相等的点组成的面，它表示气压的垂直分布状况。⑥气压差：高压、低压之间的差值。⑦水平气压梯度：同一水平面上单位距离间的气压差。⑧水平气压梯度力：促使大气由高气压流向低气压的力。

学生活动：一位学生朗读，其他同学倾听领悟，结合多媒体图片理解相关概念(对教材内容给予适当的整合、提炼和补充。目的是由浅入深、循序渐进、环环相扣，为学好下面内容务实基础)。

承转过渡：下面我们来学习大气运动的基本形式——热力环流，共同探究大气为什么运动?

板块二：高效课堂

2热力环流

教师活动：让学生读课本“热力环流”，结合2-2-6图分析：①当地面受热均匀时，等压面是如何分布的?②当地面受热不均时空气会怎样运动?③简述热力环流形成的过程。

学生活动：先自主探究，后合作交流。

教师活动：动画演示“热力环流”过程，当地面受热均匀时，同一个高度气压相同，所形成的等压面是水平的。三地出现受热差异，空气会怎样运动呢?

学生活动：通过观察，发现A地受热较多，近地面空气膨胀上升；B、C两地受热较少，空气冷却下沉。

教师活动：引导学生总结，地面受热不均首先出现的是大气的垂直运动。

(紧扣导入，让学生分析孔明灯为什么能升上天空?)

学生活动：孔明灯能升空是因灯内空气受热膨胀上升所致。

教师活动：通过观察多媒体课件。引导学生观察分析——在高空，由于A地空气上升，空气密度与同一高度相比增大，形成高气压；B、C两地空气下沉，空气密度与同一高度相比减少，形成低气压。在高空，A地上空的空气流去补充B、C两地。同理，在近地面。A地由于空气上升导致密度减少，形成低气压；而B、C两地由于空气下沉，密度增大，形成高气压。在近地面，空气由B、C两地流向A地。教师强调学生注意等压面发生了怎样的变化?并比较A、C、A′、C′四点的气压大小。

学生活动：通过观察思考得出，同一水平面上，高压的地方等压面向高空凸出，低压的地方等压面向低空凸出，简记为“高高低低”。四点的气压大小为C>A>A′>C′。

规律总结：等压面弯曲规律为“高高低低”。

问题探究：①空气总是由高气压流向低气压吗?②高气压的数值一定高于低气压的数值吗?

强调：高低压是相对于同一个水平面而言的，同一地点不同高度上的气压值近地面的较高。

学生活动：通过合作交流，共同探究出答案：①在同一水平面上空气总是由高气压流向低气压；在垂直面上不是这样的。②不一定，在同一地点不同高度上近地面低气压的数值高于高空高气压的数值。

(学以致用，播放歌曲“军港之夜”片断。)

(1)海陆风

教师活动：在海边。海风轻轻地吹，海浪轻轻地摇，是多么富有诗意啊!那么，你想知道海风是怎样形成的吗?让我们一起探究(让学生看课本“活动”，运用所学的热力环流原理，解释海风和陆风的形成原因)。

学生活动：交流探究后，一位学生到电脑前操作演示海风和陆风的成因。

教师小结：一天中，白天吹海风，夜晚吹陆风，海风对调节气候有很好的作用。这也是人们夏季喜欢到海边旅游的原因之一。

(2)城市风

播放课件图像，让学生课下分析原因。