1、5.4 圆周运动 教学目标一、知识与技能1理解线速度的概念，知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度；理解角速度和周期的概念，会用它们的公式进行计算。 2理解线速度、角速度、周期之间的关系：v=r=2rT。3理解匀速圆周运动是变速运动。二、过程与方法1. 联系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. 知道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物理量：线速度v、角速度、周期T、转速n等。3. 探究线速度与角速度之间的关系。三、情感、态度与价值观1通过观察、分析总结及探究等，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。2通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知
2、识间联系，建立普遍联系的观点。3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。教学重点线速度、角速度、周期概念，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点。教学难点 角速度概念的理解和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。教具多媒体课件、机械钟表、小球、细线等。教学过程一、导入新课 演示机械式钟表时针、分针、秒针的运动情况（可以拨动钟表的调节旋钮），让学生观察后说出不同指针运动的特点，从而引出圆周运动的概念。情景导入课件展示生活中常见的圆周运动： 观览车 脱水桶生活中，我们一定见过很多类似的运动，它们的运动轨迹是一些圆，我们把这种运动叫做
3、圆周运动。教师提出问题：对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢？二、新课教学（一）线速度（1）用多媒体投影一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。（2）并出示定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同，这种运动就叫匀速圆周运动。 （3）举例：通过放录像让学生感知：一个电风扇转动时，其上各点所做的运动，地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。 （4）通过电脑模拟：两个物体都做圆周运动，但快慢不同，过渡引入下一问题。 教师点拨：我们发现，两个点在相同的时间内通过的弧长不相等，通过的弧长长的点运动得快，通过的弧长短的点运动得慢。这样，做圆周运动的物体通过的弧长与所
4、用时间的比值能够描述物体运动的快慢，我们把它称之为线速度。 定义：做圆周运动的质点通过的弧长s与通过这段弧长所用时间t的比值叫做圆周运动的线速度v=说明：（1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。（2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向。（3）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。匀速指的是速率不变。（4）线速度的单位：m/s。教师提出问题：下雨天淋过雨的伞快速转动伞柄，伞上的水滴沿什么方向飞出？学生思考讨论并回答：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。教师提问并总结：圆周运动线速度的方向即为过圆周上该点的切线方
5、向。（二）角速度教师：请同学们阅读教材P1718，并思考以下几个问题：什么是角速度？用什么符号表示它？角速度的单位是什么？什么叫周期？什么叫转速？转速的单位、符号分别是什么？学生阅读教材并思考以上几个问题。教师总结：1. 角速度物理意义：描述质点转过的圆心角的快慢。定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间t的比值，就是质点运动的角速度。定义式：=。圆心角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，计算时，不能将弧度带到算式中。国际单位制中，角速度的单位是弧度每秒（ra
6、ds）。2. 周期做圆周运动的质点运动一周所用的时间叫周期，用符号T表示，国际单位为秒，符号为s。3. 转速每秒钟转过的圈数叫转速。单位为转每秒（r/s）或转每分（r/min）。教师提出问题：既然线速度、角速度都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么它们之间有什么样的关系呢？（三）线速度、角速度之间的关系如图，设物体做圆周运动的半径为r，由A运动到B的时间为t，AB弧长为s，AB弧对应的圆心角为，当以弧度为单位时，=v= =v=r即在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积。讨论：（1）当v一定时，与r成反比。（2）当一定时，v与r成正比。（3）当r一定时，v与成正比。三、课堂小
7、结本节课通过描述做匀速圆周运动物体的快慢问题，引入了匀速圆周运动的线速度与角速度及周期、频率、转速等概念，最后推导出线速度、角速度、周期间的关系。匀速圆周运动的实质是匀速率圆周运动，它是一种变速运动。描述匀速圆周运动快慢的物理量：线速度：v=角速度：=周期与频率：f=相互关系：v= = v=r四、课堂训练1. 一个质点做匀速圆周运动时，它在任意相等的时间内（ ）。A通过的弧长相等B通过的位移相等C转过的角度相等D速度的变化相等2. 关于匀速圆周运动的判断，下列说法中正确的是 （ ）。A.角速度不变B.线速度不变 C.向心加速度不变D周期不变3.如右图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动
8、轮，B是从动轮，它们的半径rA2rB， a和b两点在轮的边缘，c 和d 在各轮半径的中点，下列判断正确的有（ ）。 A. va = 2vbB. b = 2aC. vc = va D. b = c4.一个大钟的秒针长20cm，则针尖的线速度是 ，分针与秒针从某次重合到下次重合的时间为 。5. 关于角速度和线速度，说法正确的是（ ）。A.半径一定，角速度与线速度成反比 B.半径一定，角速度与线速度成正比C线速度一定，角速度与半径成正比D角速度一定，线速度与半径成反比6如图所示，地球绕OO轴自转，则下列说法正确的是（ ）。AA、B两点的角速度相等BA、B两点线速度相等CA、B两点的转动半径相同DA、B两点的转动周期相同7A、B两质点分别做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的弧长之比AB =23， 而转过的角度之比AB = 32，则它们的周期之比AB = ；角速度之比AB = ；线速度之比vAvB = ，半径之比rArB = 。答案：（1）AC； （2）AD； （3）B； （4） 0.021m/s 60.2s； （5）B； （6）AD； （7）2:3，3:2，2:3，4:9。五、布置作业教材P18-19问题与练习 第1、2题。
