6.1 圆周运动 教学设计 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版 物理必修第二册 第6章 第1节 教学设计 第6章　圆周运动 第1节 圆周运动 目录 一、学习任务 二、新知探究 （一）梳理要点 （二）启发思考 （三）深化提升 三、课堂小结 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 第6章　圆周运动 第1节 圆周运动 一、学习任务 1．掌握线速度的定义式，知道圆周运动线速度大小、方向的特点，知道什么是匀速圆周运动。 2．掌握角速度的定义式和单位，知道角速度与线速度的关系。 3．知道周期、转速的概念，掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系。 二、新知探究 知识点一：描述圆周运动的物理量及其关系 （一）梳理要点 1．圆周运动：我们把轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动。 2．线速度 (1)表达式：v＝。 (2)方向：线速度的方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。 (3)物理意义：描述圆周运动物体的运动快慢。 (4)匀速圆周运动 ①定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等的运动。 ②性质：线速度的方向是时刻变化的，因此是一种变速运动。 3．角速度 (1)定义：半径转过的角度与所用时间的比值。 (2)定义式：ω＝。 (3)单位：弧度每秒，符号是rad/s或rad·s-1。 (4)物理意义：描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。 (5)匀速圆周运动的角速度：匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。 4．周期 (1)周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间，符号用T表示，单位是秒(s)。 (2)转速：物体转动的圈数与所用时间之比，常用符号n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。 5．线速度与角速度的关系 (1)两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积。 (2)关系式：v＝ωr。 （二）启发思考 月球绕地球运动，地球绕太阳运动，这两个运动都可看成是圆周运动，怎样比较这两个圆周运动的快慢？请看下面地球和月球的“对话”。 地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1 s要走29.79 km，你绕我运动1 s才走1.02 km。 月球说：不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3天就能绕你转一圈，到底谁转得慢？ 【问题】 (1)地球说得对？还是月球说得对？ (2)通过地球和月球的对话，判断到底谁的线速度大。 (3)月球运动的轨道半径大约为3.8×105 km，地球运动的轨道半径大约为1.5×108 km，是否线速度大就说明物体转动得快？ 提示：(1)描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期，只用其中一个物理量无法准确描述圆周运动的快慢。地球和月球因为描述圆周运动快慢的标准不同，所以地球和月球的说法都是片面的。 (2)从线速度的定义可以看出地球的线速度v1＝29.79 km/s，月球的线速度v2＝1.02 km/s，故地球的线速度大。 (3)根据角速度和线速度的关系v＝ωr，也可以解得 ω1＝＝ rad/s＝1.986×10-7 rad/s ω2＝＝ rad/s＝2.68×10-6 rad/s 因此从角速度方面来讲，线速度大的物体转动得不一定快。 （三）深化提升 1．描述圆周运动的各物理量之间的关系 2．描述圆周运动的各物理量之间关系的分析技巧 (1)角速度、周期、转速之间关系的分析：物体做匀速圆周运动时，由ω＝＝2πn知，角速度、周期、转速三个物理量，只要其中一个物理量确定了，其余两个物理量也唯一确定了。 (2)线速度与角速度之间关系的分析：由v＝ω·r知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝；ω一定时，v∝r。 知识点二：常见三种传动方式 （一）启发思考 如图为两种传动装置的模型图。 【问题】 (1)甲图为皮带传动装置，A、B两点线速度大小有什么关系？ (2)能否根据A、B两点的线速度分析角速度关系？ (3)乙图为同轴传动装置，试分析C、D两点的角速度及线速度关系。 提示：(1)皮带传动时，在相同的时间内，A、B两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相等。 (2)能，根据v＝ωr，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小。 (3)同轴传动时，在相同的时间内，C、D两点转过的角度相等，所以这两点的角速度相同，又因为v＝ωr，当ω一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大，故D点线速度大。 （二）深化提升 1．三种传动装置 同轴传动 皮带传动 齿轮传动 装置 A、B两点在同轴的一个圆盘上 两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点 两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点(两齿轮的齿数分别为n1、n2) 特点 角速度、周期相等 线速度大小相等 线速度大小相等 转动方向 相同 相同 相反 规律 线速度与半径成正比：＝ 角速度与半径成反比：＝ 周期与半径成正比：＝ 角速度与