高一物理匀速圆周运动四 人教版.doc

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1、高一物理匀速圆周运动四一、教学目标1、知识目标:(1)知道什么是匀速圆周运动(2)理解什么是线速度、角速度和周期(3)理解线速度、角速度和周期之间的关系2、能力目标:能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题3、德育目标:通过描述匀速圆周运动快慢的教学,使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。二、重点难点重点:匀速圆周运动及其描述难点:对匀速圆周是变速运动的理解三、教学方法讲授、推理、归纳法四、教具能够转动的圆盘五、教学过程(一)引入新课:在曲线运动中,轨迹是圆周的运动是很常见的,如转动的电风扇,太阳系各个行星绕太阳的运动等,今天就学

2、习最简单的圆周运动──匀速圆周运动。(二)进行新课1、匀速圆周运动(1)圆周运动引入。观察、举例:一个电风扇转动时,其上各点所做的运动,轨迹都是圆;开门或关门时门上各点的运动,轨迹都是一段圆弧。地球和各个行星绕太阳的运动,轨迹是椭圆,但在中学都认为是圆,这些物体的运动都是圆周运动。轨迹是圆的曲线运动,叫做圆周运动。(2)匀速圆周运动:在圆周运动中最简单的是匀速圆周运动,匀速转动的砂轮上各个质点的运动,都是匀速圆周运动。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。质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧

3、长度相等,这种运动就叫匀速圆周运动。AA′BB′O(3)匀速圆周运动是变速曲线运动:匀速圆周运动的轨迹是圆,是曲线运动,运动的速度方向时刻在变化,因而匀速圆周运动不是匀速运动,而是变速曲线。“匀速”二字仅指在相等的时间里通过相等的弧长。2、描述匀速圆周运动快慢的物理量:匀速圆周运动可以用前面描述运动的各物理量来描述,但这种运动有它自己的特点,可以引入一些反映它本身特点的物理量来加以描述。(1)线速度:在转动圆盘的半径上贴上两个红色的小圆A、B,让圆盘转动,A、B在相同的时间内通过的弧长不同,很显然大圆上的A走过的弧长更长,这说明它运动得也更快。怎样

4、描述匀速圆周运动质点的运动快慢呢?分析:物体在做匀速圆周运动时,运动的时间t增大几倍,通过的弧长也增大几倍,所以对于某一匀速圆周运动而言,S与t的比值越大,物体运动得越快。①概念:线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。用来描述做匀速圆周运动质点的运动快慢和方向。②大小:做匀速圆周运动的质点通过的弧长S与所用时间的比值,即单位时间内通过的弧长,表示线速度的大小。V=S/t(量度式)对确定的匀速圆周运动,V的大小不变,上式为量度式,V与S、t间无比例关系。线速度的大小表示匀速圆周运动的快慢,“匀速圆周运动”的“匀速”二字仅指“匀速率”。③方向:在圆周

5、该点的切线方向上。④单位:m/s讨论:匀速圆周运动的线速度是恒量吗?(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,所以匀速圆周运动的线速度不是恒矢量。)(2)角速度:匀速圆周运动的快慢也可以用角速度来描述。物体在圆周上运动得越快,连接运动物体和圆心的半径在同样的时间内转过的角度就越大。①概念:连接运动物体和圆心的半径转过的角度φ跟所用时间t的比值,叫做匀速圆周运动的角速度。②公式:角速度用ω来表示,有ω=φ/t (量度式)对确定的匀速圆周运动,ω与所用时间t的比值是恒定不变的。因此匀速圆周运动也可以说成是角速度不变的圆周运动。③单位:

6、角速度的单位由角度和时间的单位决定。在SI制中,角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s。(3)周期、频率和转速:匀速圆周运动是一种周期性运动。①周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。符号用T表示,单位是s。周期也是描述匀速圆周运动快慢的物理量,周期长运动慢,周期短运动快。②频率:单位时间内运动的周数,即周期的倒数,叫做频率。符号用f表示,单位是Hz。频率也是描述圆周运动快慢的物理量,频率低运动慢,频率高运动快。f=1/T③转速:做匀速圆周运动的物体单位时间内转过的圈数叫转速。符号用n表示,单位是r/s、r/min。思考与讨论:半径

7、10cm的砂轮,每0.2s转一圈。砂轮边缘上某一质点,它做圆周运动的线速度的大小是多大?砂轮上离转轴不同距离的质点,它们做匀速圆周运动的线速度是否相同?角速度是否相同?周期是否相同?(答案:略)(4)线速度、角速度、周期之间的关系既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量,那么他们之间有什么样的关系呢?一物体做半径为r的匀速圆周运动,它运动一周所用的时间为T。它在周期T内转过的弧长为2πr,转过的角度为2π,所以有V=2πr/Tω=2π/T由上面两式得v=rω=2πnr=2πfr结论:由v=rω知,当v一定时,ω与r成反比;当ω一

8、定时,v与r成正比;当r一定时,v与ω成正比。(三)例题精讲【例题1】分析下图中,A、B两点的线速度有什么关系?AABBB

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