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高中地球的运动教案

发表时间:2020-07-10

高一物理运动的描述复习资料。

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助教师能够井然有序的进行教学。教案的内容具体要怎样写呢?为了让您在使用时更加简单方便,下面是小编整理的“高一物理运动的描述复习资料”,仅供参考,欢迎大家阅读。

一、质点参考系坐标系
1.质点
(1)质点是一种理想化模型,实际并不存在.
(2)物体可看做质点的条件:
研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略.
2.参考系
(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的.
(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.
(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同.
例1下列情况下的物体可以看做质点的是()
A.研究绕地球飞行时的“神州九号”飞船
B.研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况
C.放在地面上的木箱,在上面的箱角处用水平推力推它,木箱可绕下面的箱角转动
D.研究“蛟龙号”下潜到7000m深度过程中的速度时
突破训练1做下列运动的物体,能当成质点处理的是()
A.研究跆拳道比赛中运动员的动作时
B.旋转中的风力发电机叶片
C.研究被运动员踢出的旋转足球时
D.匀速直线运动的火车
例2在平直公路上行驶的汽车内,乘客以自己所乘的车作为参考系,向车外观察,他看到的下列现象中,不符合事实的是()
A.公路两旁的树木是不动的
B.与汽车同向行驶的自行车,车轮转动正常,但自行车向后运动
C.道路两旁的房屋是运动的D.有一辆卡车总在自己车前不动
答案ADDABCD
二时间路程位移
1、钟表指示的一个读数对应着某一瞬间,称为;两个时刻之间的间隔称为。
它们的单位都是,符号是。
2、物体运动轨迹的长度叫,它是;从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段叫,它是。它们的单位都是,符号是。
3、标量是的物理量;矢量是的物理量。
4、位移的大小与路程的关系是:位移≤路程。
【例2】请在如图1-1所示的时间轴上指出下列时刻或时间(填相应的字母):
图1-1
(1)第1s末、第3s初、第二个两秒的中间时刻;
(2)第2s内、第5s内、第8s内;
(3)2s内、头5s内、前9s内;
【例3】一只长方体封闭木箱的体积为a×b×c,且a>b>c,如图1-2所示.有一只小猫和一只老鼠分别位于木箱的A、B两个顶点,设小猫以大小为v的速度沿木箱表面奔跑捕捉老鼠,老鼠则并未发觉而静止不动,小猫应该沿怎样的路径奔跑路程最短?在捕捉老鼠的过程中,小猫的位移多大?
图1-2
4.某人从A点出发向东行6km,再向北行10km,又向南行2km,求他全过程中运动路程是,位移的大小为,方向。
四、速度平均速度和瞬时速度
(1)速度
①定义:表达式,是描述物体的物理量。
②瞬时速度和平均速度的关系:如果时间非常小时,就可以认为平均速度表示的是物体在时刻的瞬时速度。
③速度既有大小又有方向,是量,其方向与一段时间内发生的方向相同。瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向,即物体运动轨迹在该点的方向。速度大小表示的是运动的快慢。
④平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度,取不同的时间段或位移段平均速度一般是不同的。
(2)平均速率是质点运动的路程与时间的比值;仅表示运动快慢,是标量。
(3)平均速度大小一般小于平均速率,仅时两者大小才相等。
(4)瞬时速率是瞬时速度的;仅描述物体运动快慢,是量。
思考:平均速度大小是不是平均速率?
1如图3所示,一个人沿着一个圆形轨道运动,由A点开始
运动,经过半个圆周到达B点.下列说法正确的是()
A.人从A到B的平均速度方向由A指向B
B.人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向图3
C.人在B点的瞬时速度方向由A指向B
D.人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向
变式训练:.某人从甲地到乙地(直线)前一半时间以速度V1做匀速直线运动,后一半时间以速度V2做匀速直线运动,求从甲地到乙地的平均速度。

五、加速度
1速度、速度变化量和加速度的关系
比较项目速度速度变化量加速度
物理
意义
定义式
方向
2.怎样判断物体是在加速还是在减速

例4关于物体的运动,不可能发生的是()
A.加速度大小逐渐减小,速度也逐渐减小
B.加速度方向不变,而速度方向改变
C.加速度和速度都在变化,加速度最大时,速度最小
D.加速度为零时,速度的变化率最大
2.下列关于速度和加速度的说法中,正确的是()
A.物体运动的速度为零,它的加速度一定为零
B.物体运动的加速度为零,它的速度一定为零
C.物体运动的速度改变很小,它的加速度可能很大
D.加速度是表示物体运动速度对时间的变化率
【例6】汽车在平直公路上以10m/s的速度做匀速直线运动,发现前面有情况而刹车,若获得的加速度大小为2m/s2,则经10s时汽车的速度有多大?

六、运动图象的理解和应用

【例8】根据龟兔赛跑的故事,某同学画出了它们的位移图象如图1-5所示.根据所给图象,下列判断正确的是()
图1-5
A.兔子并没有发扬风格,两者是同时起跑的
B.刚起步时兔子是落后的,因为兔子的速度比乌龟的速度小
C.比赛结束前,它们相遇两次
D.比赛过程中,它们有两个时刻速度相等
【例9】甲、乙两车同时同向沿直线驶向某地.甲在前一半时间内以速度v1匀速运动,后一半时间内以速度v2匀速运动;而乙车在前一半路程上以速度v1匀速运动,后一半路程上以速度v2匀速运动.试问:哪辆车先到达目的地?

【例7】图1-4是A、B两个物体做直线运动的速度图象,下列说法正确的是()
图1-4
A.物体A做加速直线运动
B.物体B做减速直线运动
C.物体A的加速度为正值,B的加速度为负值,所以A的加速度大于B的加速度
D.物体B的速度变化比A的速度变化
七实验
16.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d1、d2、d3分别填入下列表格中。

距离d1D2d3
测量值/cm
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2=______m/s.小车的加速度是a=______m/s2。

相关知识

高一物理匀变速直线运动复习资料


一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生更好的消化课堂内容,帮助教师营造一个良好的教学氛围。你知道如何去写好一份优秀的教案呢?下面是小编精心为您整理的“高一物理匀变速直线运动复习资料”,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!

一、匀变速直线运动
1.定义
在变速直线运动中,如果在任意两段相等的时间内________相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。
2.特点
速度随时间________,加速度保持不变,是直线运动。
3.分类和对比
分类速度变化加速度方向与
速度方向关系加速度情况
匀加速直线运动增大同向恒定
匀减速直线运动减小反向
二、匀变速直线运动的规律
1.三个基本公式
速度公式:v=________。
位移公式:x=__________。
位移速度关系式:__________。
2.两个推论
(1)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初末时刻速度矢量和的____,还等于________的瞬时速度。
平均速度公式:v=________=vt2
(2)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等。
即x2-x1=x3-x2=…=xn-x(n-1)=______。

匀变速直线运动规律的理解及应用
例1以12m/s的速度行驶的汽车,刹车后做匀减速运动,加速度大小是6.0m/s2,求刹车后还要前进多远?

例2物体由静止开始做匀加速直线运动,第1秒的平均速度为2m/s,求(1)第1秒内的位移S1如图(AB),(2)第3秒初的速度,(3)前2秒的位移S2(AC)(4)第2秒的位移(5)第2秒的平均速度

例3升降机从静止开始上升,先做匀加速运动,经过4秒钟速度达到4m/s,然后匀速上升2秒,最后3秒做匀减速运动停止,求升降机上升的总高度。

例4一个氢气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升,10s末从气球上掉下一重物,此重物最高可上升到距地面多高处?此重物从氢气球中掉下后,经多长时间落回到地面?(忽略空气阻力,g取10m/s2)

高一物理教案:《运动快慢的描述 速度》教学设计


古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢?下面是小编精心为您整理的“高一物理教案:《运动快慢的描述 速度》教学设计”,相信能对大家有所帮助。

高一物理教案:《运动快慢的描述 速度》教学设计

教学目标

知识目标

1、理解平均速度的概念:

(1)知道平均速度是粗略描述变速运动的快慢的物理量.

(2)理解平均速度的定义,知道在不同的时间内或不同的位移上的平均速度一般是不同的.

(3)会用平均速度的公式解答有关的问题.

2、理解瞬时速度的概念

(1)知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量.

(2)知道瞬时速度是物体在某一时刻的速度或在某一位置时的速度.

3、理解用比值法定义物理量的方法.

能力目标

培养学生自主学习的能力.

情感目标

培养学生认真思考问题的习惯.

教学建议

教材分析

速度的定义是高中物理中第一次向学生介绍用比值定义物理量的方法,教材的讲述比较详细,通过两种通俗的比较运动快慢的方法,过渡到一个统一标准,自然地给出比值法定义速度.对平均速度和瞬时速度的讲述也非常便于学生的接受,且适时给出了速率的概念;课后给出的“阅读材料”和“做一做”对加深概念的理解和扩展思维有很大的好处.

教法建议

在学生看书自学的基础上,启发学生,要让学生参与速度的定义过程,通过一些讨论突破瞬时速度这个难点,配合一些多媒体资料加深理解和巩固.在引入速度概念时,也可采用,给出两个具体的匀速直线运动的实例,让同学体会,介绍一种运动要抓住其本质,本质应是相对不变的,位移是变化的,时间是变化的,观察位移与时间的比值,此比值是不变的.分析比值的含义,由此得到速度的定义.讲述平均速度时,最好给出一个具体的实例来说明.

教学设计示例

教学重点:速度的定义,平均速度,瞬时速度的理解.

教学难点:对瞬时速度的理解.

主要设计:

一、速度:

【方案一】

1、提问:在百米赛跑中,如何比较运动员跑得快慢?

(展示媒体资料:运动会上百米赛跑的资料)

2、提问:两辆汽车都行驶2h,如何比较哪辆车更快?

3、提问:如果两物体运动的时间不同,发生的位移也不同,如何比较它们谁运动的更快?

4、提问:什么叫速度?速度的物理意义?速度的单位?速度的方向?

5、讨论:如何在位移图像中求速度.

【方案二】

1、给出如图所示的甲、乙两辆汽车做匀速直线情况,请同学观察它们的特点.

2、引导同学思考与讨论:

(1)如何向别人介绍这两个的运动?谁运动得更快?

(2)只比较两车的位移,或只比较两车的运动时间,能知道哪辆车运动底快吗?为什么?

(3)引导:在介绍某一事物时要抓住其本质,本质应是相对不变的.位移是变化的、时间是变化的,观察位移与时间的比值,此比值是不变的,分析比值的含义,得到速度的定义.

3、讨论速度的单位、矢量性等.

4、讨论:如何利用位移图像求速度.

二、平均速度和瞬时速度:

(一)平均速度:

1、提问:匀速直线运动的速度有什么特点?

2、提问:如何粗略地描述变速直线运动的快慢?什么叫平均速度?

3、提问:在百米跑的过程中,前半程和后半程的平均速度相同吗?

4、练习:在百米跑的过程中,某运动员10s钟到达终点,观察记录得知,他跑到50m处时,用时5.5s.经过5s时跑到45m处,分别求全程的平均速度、前半程和后半程的平均速度、前一半时间和后一半时间的平均速度.

(二)瞬时速度:

1、引导启发:某人静止在A位置,与慢走经过A位置,或快跑经过A位置,情况是不同的(运动状态不同),这种不同需要用瞬时速度来描述,第一种情况瞬时速度为零,第二种情况的瞬时速度小于第三种情况的瞬时速度.

2、引导启发:百米赛跑运动员,若全程用10s,则10s内的平均速度为10m/s,若测出每一秒内的位移,如第1秒内的位移为8m,则 m/s,第二秒内的位移为9m,则 m/s,第3秒内的位移为11m,则 m/s,这样对运动员的情况就了解得比较细致了,若能知道每个0.1s内的位移,则对运动情况的了解就更细致了,若能知道每个0.01s内的位移,则对运动情况的了解就更细致了.要更精确的掌握物体的运动情况,则需要知道物体各个时刻的速度.

3、提问:什么叫瞬时速度?什么叫速率?

4、展示多媒体资料:汽车速度计及理程计,让瞬时速度的概念更加具体化.

5、练习书后“做一做”,模拟打点计时器.

探究活动

请你想办法测量下列物体运动时的平均速率:

1、人走路时的情况.

2、人骑自行车时的情况.

3、某人在运动会上400m跑时的情况.

4、公共汽车运行时的情况.

并思考:平均速率与平均速度有什么不同?

高一物理第一章运动的描述导学案


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢?下面是小编精心为您整理的“高一物理第一章运动的描述导学案”,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!

第一节质点参考系和坐标系(预习案)
【学习目标】
1.认识建立质点模型的意义和方法,能根据具体情况将物体简化为质点。知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法.
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
3.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用.
【自主学习】
1、机械运动:物体的__________________________,称为机械运动。
2、质点:_____________________________________________________________,称为质点。
3、参考系:在描述一个物体的运动时,首先要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于这个“其他物体”的_________________________________。这种用来做参考的物体称为参考系。
4、坐标系:为了___________描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
5、运动和静止的相对性:______________________________________________________________。
【预习自测】
1、在以下的哪些情况中可将物体看成质点()
A.研究某学生骑车由学校回家的速度
B.对这名学生骑车姿势进行生理学分析
C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
2、有甲、乙、丙三辆汽车在一条笔直的公路上,其中甲车上的人看到路边上的树,向东运动,乙车的人看到甲车向西运动,丙车上的人看到乙车向东运动,根据以上事实,若以路面为参考系,不能判断出汽车运动方向的是()
A、甲车和乙车B、乙车和丙车
C、甲车和丙车D、只有丙车
3、某同学在光滑的地面上,向西滚动一小球,小球以1m/s的速度运动,经过2s和挡板想撞后以大小不变的速度返回,根据以上事实填写下表:
0s1s末2s末3s末4s末5s末6s末
以出发点为原点,以向西为正方向,小球的位置坐标(m)
以碰撞点为原点,以向东为正方向,小球的位置坐标(m)
【我的疑惑】
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【信息链接】
GPS全球定位系统(GlobalPositioningSystem-GPS)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。早期仅限于军方使用,由美国国防部(DepartofDefense,DoD)所计划发展,其目的针对军事用途,例如战机、船舰、车辆、人员、攻击标的物的精确度定位等。时至今日,GPS早已开放给民间做为定位使用,这项结合太空卫星与通讯技术的科技,在民间市场已正在蓬勃的展开,除了能提供精确的定位之外,对于速度、时间、方向及距离亦能准确的提供讯息,运用的范围相当广泛。
GPS是什么
全球定位系统属于美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。该系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS卫星已发展至BlockII型式的定位卫星,由RockwellInternational制造,在轨道上重量约1,900磅,太阳能接收板长度约17呎,于1994年完成第24颗卫星的发射。因此目前太空中有24颗GPS卫星可供定位运用,绕行地球一周需12恒星时,每日可绕行地球2周,这也就是说,不论任何时间,任何地点,至少有4颗以上的卫星出现在我们的上空。
目前全球有五个地面卫星监控站,分布于夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多泉,这些卫星地面控制站,同时监控GPS卫星的运作状态及它们在太空中的精确位置,主地面控制站更负责传送卫星瞬时常数(EphemerasConstant)及时脉偏差(ClockOffsets)的修正量,再由卫星将这些修正量提供给GPS接收器做为定位运用。

第一节质点参考系和坐标系(探究案)
怎样对物体进行简化?
知识点一:物体和质点
【阅读】P9第一部分:物体与质点并完成下列问题。
A级1、雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚……在这些司空见惯的现象中,雄鹰、足球都在做机械运动。详细描述物体的运动有什么困难?困难出在哪里?

B级2、描述物体运动,我们需要了解物体各部分运动的区别吗?可以将问题简化吗?为什么?

【合作讨论】
1.研究质点的意义是什么?

【当堂检测】
B级1.撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目,一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段:助跑、撑杆起跳、越过横杆.讨论并思考后回答,在下列几种情况下运动员能否被看作质点,从中体会质点模型的建立过程.
(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时,能否将运动员看成质点?
(2)分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点?
(3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时,能否将其看成质点?
C级2.物理中的“点”跟几何中的点有什么相同和不同之处

怎样判断动与静?
知识点二:参考系
【阅读】P10第二部分:参考系并完成下列问题。
A级1、看教材中的图1.1—3,车中小孩是运动还是静止的?

2、参考系:_________________________________________________________________________。
3、看教材中的图1.1—4,选择不同参考系来观察同一物体运动,结果如何?

【当堂检测】
A级1.电影《闪闪的红星》中有两句歌词:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”这其中分别描述了两种运动情景,那么它们分别是以什么为参考系的?

B级2、敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行.”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么?

C级3、一跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,则直升机相对于地面的运动情况是怎样的?

知识点三:坐标系
【阅读】P11第三部分:坐标系并填空
A级1、要准确地描述物体的______及______需要建立坐标系.如果物体在一维空间运动,即沿一条直线运动,只需建立_______坐标系,就能准确表达物体的位置。
【当堂检测】
A级1、如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立__________坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立三维直角坐标系来描述.

B级2、如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置及变化,可以以这条直线为x轴,在直线上规定、和,建立直线坐标系,如图所示,若物体运动到A点,此时它的位置坐标xA=,若它运动到B点,则此时它的位置坐标
xB=。

【总结与反思】

第一节质点参考系和坐标系(训练案)
A级1.关于质点的概念,下面叙述正确的是(D)
A、任何细小的物体都可以看作质点。B、任何静止的物体都可以看作质点。
C、在研究某一问题是,一个物体可以视为质点,那么在研究另一个问题时,该物体也一定可视为质点。
D、一个物体可否视为质点,要看所研究问题的具体情况而定。
B级2.关于质点,下列说法中正确的是(D)
A、只有体积很小的物体才能看作质点B、研究旋转效应的足球,可把足球看作质点
C、在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船,可把飞船看作质点
D、从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船,可把飞船看作质点
B级3.下列情形中的物体可以看作质点的是………………………(C)
A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中
B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上
C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中
D.花样滑冰运动员在比赛中
A级4.关于参考系的选取,以下说法正确的是(AC)
A、研究物体的运动,必须选定参考系
B、描述一个物体的运动情况时,参考系是可以任意选取的
C、实际选取参考系时,应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行,如在研究地面上的运动时,常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系
D、参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体
B级5.在有云的夜晚,抬头望月,觉得月亮在云中穿行,这是选取的参考系是(B)
A、月亮B、云C、地面D、星
C级6、甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系又是运动的,那么,以乙物体为参考系,丙物体的运动情况是(C)
A.一定是静止的B.运动或静止都有可能
C.一定是运动的D.条件不足,无法判断
B级7、一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表:
(1)请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置.
(2)哪个时刻离坐标原点最远?有多远?

高一物理匀速圆周运动快慢的描述


第1节匀速圆周运动快慢的描述
从容说课
教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况——匀速圆周运动,接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念,最后推导出线速度、角速度、周期间的关系,中间有一个思考与讨论作为铺垫.
关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是:通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料,让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别,有必要引入相关的物理量加以描述.学习线速度的概念,可以根据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生认识弧长与时间t的比值保持不变的特点,进而引出线速度的大小与方向.同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.学习角速度和周期的概念时,应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的.即物体做匀速圆周运动时,每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应,因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角φ与时间t的比值来描述,由此引入角速度的概念.又根据匀速圆周运动具有周期性的特点,物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述,为此引入了周期的概念.讲述角速度的概念时,不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲述概念的同时,要让学生体会到匀速圆周运动的特点:线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动.
关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是:结合课件引导学生认识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同,但它们之间是有联系的,并引导学生从如下思路理解它们之间的关系:
.
教学重点1.理解线速度、角速度和周期;
2.什么是匀速圆周运动;
3.线速度、角速度及周期之间的关系.
教学难点对匀速圆周运动是变速运动的理解,各量之间的关系及其应用.
教具准备投影仪、投影片、多媒体、转台、小伞.
课时安排1课时
三维目标
一、知识与技能
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.
二、过程与方法
1.能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题;
2.培养学生建立模型的能力及分析综合能力;
3.渗透科学方法的教育.
三、情感态度与价值观
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.
教学过程
导入新课
物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?(例:冰上芭蕾运动员表演时在冰上留下一个个圆圈;游乐场中坐在空中转椅上的游客都在沿圆周运动;转动的电风扇上各点的运动;地球和各个行星绕太阳的运动等)
今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动.
推进新课
一、匀速圆周运动
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.课件展示定义: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.实验:通过调节电风扇调速开关,每次风扇都做圆周运动,但快慢不同,过渡引入下一问题.
二、描述匀速圆周运动快慢的物理量
1.线速度
物体在相等的时间里通过的圆弧长相等,如机械钟表针尖的运动.
思考:匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性.用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢?
a: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.
b:线速度:物体做匀速圆周运动的弧长与时间的比值.
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,又有方向.
演示:水淋在小伞上,同时摇动转台.
观察:水滴沿切线方向飞出.
思考:说明什么?
【合作探究】
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.
线速度的大小:
v线速度m/s
s→弧长→m
t→时间→s
线速度的方向:在圆周各点的切线方向上.
③讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?
结论: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.
2.角速度
a:学生阅读课文有关内容.
b:出示阅读思考题:
①角速度是表示____________的物理量.
②角速度等于____________和____________的比值.
③角速度的单位是____________.
c:说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度ω是恒定的.
d:强调角速度单位的写法rad/s.
3.周期、频率和转速
a:学生阅读课文有关内容
b:出示阅读思考题:
①____________叫周期,____________叫频率,____________叫转速.
②它们分别用什么字母表示?
③它们的单位分别是什么?
阅读结束后,学生自己复述上边思考题.
4.线速度、角速度、周期之间的关系
a:过渡: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,那么它们之间有什么样的关系呢?
b:用投影片出示思考题
一物体做半径为r的匀速圆周运动
①它运动一周所用的时间叫____________,用T表示.它在周期T内转过的弧长为____________,由此可知它的线速度为_________.
②一个周期T内转过的角度为_________,物体的角速度为_________.
c:通过思考题总结得到:
d:讨论v=ωr
①当v一定时,ω与r成反比;
②当ω一定时,v与r成正比;
③当r一定时,v与ω成正比.
多媒体课件展示:
三个量之间的关系
思考:物体做匀速圆周运动时,v、ω、T是否改变?(ω、T不变,v大小不变、方向变)
讲述:匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称,它是一种变速运动.
三、实例分析(用投影片出示)
【例题剖析1】分析下图中,A、B两点的线速度有什么关系?
【教师精讲】主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中,皮带(链条)上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等.
【例题剖析2】分析下列情况下,轮上各点的角速度有什么关系?
【教师精讲】同一轮上各点的角速度相同.
【例题剖析3】如下图所示为皮带传动装置,主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮,O2上的轮半径为r′,已知R=2r,,设皮带不打滑,问:ωA∶ωB=?ωB∶ωC=??vA∶vB=?vA∶vC=?
【教师精讲】A、B同轴,故ωA∶ωB=1∶1
因B与C用皮带传动,所以vA∶vB=1∶1
vB=ωBRvC=ωCr′
.
【例题剖析4】一汽车发动机的曲柄每分钟转2400周,求:
(1)曲柄转动的周期与角速度;
(2)距转轴r=0.2m点的线速度.
解析:(1)由于曲柄每秒钟转周,周期T为s;而每转一周为2πrad,因此曲柄转动的角速度
ω=rad/s=251rad/s;
(2)已知r=0.2m,因此这一点的线速度
v=ωr=251×0.2m/s=50.2m/s.
由上可知匀速转动物体的角速度与周期之间的关系是
.
四、巩固训练
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”),所以在匀速圆周运动中,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?
3.某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1∶d2∶d3=3∶2∶1,求:
(1)秒针、分针、时针尖端的线速度之比;
(2)秒针、分针、时针转动的角速度之比.
4.一个圆环,以竖直直径AB为轴匀速转动,如图所示,则环上M、N两点的线速度的大小之比vM∶vN=___________;角速度之比ωM∶ωN=___________;周期之比TM∶TN=___________.
5.如图所示,转轴O1上固定有两个半径分别为R和r的轮,用皮带传动O2轮,O2的轮半径是r′,若O1每秒钟转了5圈,R=1m,r=r′=0.5m,则:
(1)大轮转动的角速度ω=___________rad/s;(31.4)
(2)图中A、C两点的线速度分别是va=___________m/s,vc=___________m/s.
参考答案:
1.大小方向变量速率不变2.角速度周期3.(1)2160∶24∶1(2)720∶12∶14.∶11∶11∶15.(1)31.4(2)15.731.4
课堂小结
本节课学习了匀速圆周运动及描述匀速圆周运动快慢的物理量,要掌握它们的含义及求解公式,弄清它们间的联系,为后面的学习作好准备.本章主要掌握:
1.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.
2.描述匀速圆周运动快慢的物理量:
线速度:v=s/t
角速度:ω=φ/t
周期与频率:f=1/T
相互关系:v=2πr/Tω=2π/Tv=rω
布置作业
课本P67作业4、5、6.
板书设计
1.匀速圆周运动
(1)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长度相等,这种运动就叫匀速圆周运动.
(2)匀速圆周运动是变速曲线运动.
2.线速度
(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t的比值,即单位时间内通过的弧长,表示线速度的大小.
(量度式)
(3)方向:在圆周该点的切线方向上.
(4)单位:m/s.
3.角速度
(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(量度式).
(3)单位:在SI制中,角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s.
4.周期、频率和转速
(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.
(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.
f=1/T
(3)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.
5.线速度、角速度、周期之间的关系
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活动与探究
观察与测量:请研究一下自行车飞轮与中轴轮盘通过链条的连接关系:测量一下各自的半径,并思考验证两轮的角速度关系;边缘点的线速度大小关系;研究一下“变速自行车”的变速原理.