?圓周運動
教學(xué)基本信息
課題
6.1 圓周運動
學(xué)科
物理

年級
高一
教學(xué)目標及教學(xué)重點、難點
【教學(xué)目標】
1． 認識圓周運動，勻速圓周運動的特點，了解描述圓周運動快慢的基本思路，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義
2． 理解線速度的物理意義，知道勻速圓周運動中線速度的方向。
3． 理解角速度的物理意義，掌握線速度和角速度的關(guān)系。
4． 能在具體的情景中確定線速度和角速度。
5． 使學(xué)生學(xué)會用線速度、角速度、位移描述圓周運動。
【難點】 理解自行車前進速度和車輪轉(zhuǎn)動速度的關(guān)系。
【重點】線速度、角速度概念建立的過程及它們之間的關(guān)系
教學(xué)過程(表格描述)
教學(xué)環(huán)節(jié)
主要教學(xué)活動
設(shè)置意圖


環(huán)節(jié)一：
通過實例分析定義圓周運動.


























環(huán)節(jié)二：
描述圓周運動快慢的方法

















































































































































































































































































環(huán)節(jié)三：例題分析
通過三道例題讓學(xué)生熟悉線速度、角速度、周期的關(guān)系；讓學(xué)生學(xué)會用線速度、角速度去描述圓周運動；結(jié)合生活實際體會圓周運動在生活中的具體應(yīng)用。






























































































































環(huán)節(jié)四：
對這節(jié)課所要求掌握的內(nèi)容做一個小結(jié)。






什么是圓周運動呢？我們先看幾個實例：在游樂場乘坐摩天輪時，人隨摩天輪運動， 軌跡為圓周；在旋轉(zhuǎn)飛椅上，人隨著飛椅運動，軌跡為圓周；

在日常生活中，電風(fēng)扇工作時，葉片上的點軌跡是圓周；鐘表工作時，各個表針都在轉(zhuǎn)動，表針上的一個點軌跡為圓周，高速路轉(zhuǎn)彎處行駛的汽車、軌跡是一段圓弧，
我們把這類軌跡為圓周、或一段圓弧的機械運動稱為圓周運動。

和拋體運動一樣，圓周運動也是一種常見的曲線運動，科學(xué)研究中，大到地球繞太陽的運動，小到電子繞原子核的運動也經(jīng)常要用圓周運動的規(guī)律來討論。因此圓周運動既是前邊所學(xué)知識的具體應(yīng)用，又為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供了知識基礎(chǔ)。
這一章我們將分別從運動學(xué)和動力學(xué)的角度，認識和了解圓周運動，學(xué)會用新的語言描述圓周運動，會用牛頓運動定律分析圓周運動的動力學(xué)原理，會分析圓周運動在生活中的具體應(yīng)用。

今天我們首先從運動學(xué)的角度研究圓周運動，學(xué)習(xí)描述圓周運動快慢的物理量，同時了解圓周運動的特點。

我們以熟悉的自行車為例來研究圓周運動，把自行車的后輪架起，轉(zhuǎn)動腳踏板，大小齒輪以及后輪上的點都在做圓周運動。請同學(xué)們思考下面兩個問題
（1）后輪上到轉(zhuǎn)軸距離不同的點，哪個運動得更快些？
（2）大、小兩個齒輪邊緣上的點，哪個運動得更快些？
你的答案是什么？你判斷的依據(jù)又是什么呢？同學(xué)們可能會有不同的意見，我們一塊兒來探討一下。

我們先來考慮第一個問題，后輪上到轉(zhuǎn)軸距離不同的點，哪個運動得更快些？

我們在后輪任意一條半徑上，分別取A、B兩點，轉(zhuǎn)動腳踏板，A、B兩點均做圓周運動，任取一段時間Δt發(fā)現(xiàn)A點轉(zhuǎn)過的弧長AA’比B點轉(zhuǎn)過的弧長BB’要長，因此我們可以說A點比B點運動的快，實際上我們是用相同時間內(nèi)、物體轉(zhuǎn)過的弧長、來比較它們運動的快慢的，那么我們?nèi)绾蚊枋鑫矬w沿著圓弧運動的快慢呢？
請同學(xué)們回想一下，我們在直線運動中是如何描述物體運動的快慢的？我們用物體運動的位移與對應(yīng)時間的比值，也就是速度來描述直線運動的快慢的。那么在圓周運動中，我們也可以用物體轉(zhuǎn)過的的弧長除以對應(yīng)的時間，來描述物體沿著圓弧運動的快慢，在這里弧長實際上是物體運動軌跡線的長度，也就是物體運動的路程，我們把這樣的速度叫做。

1、線速度
①它是用來描述做圓周運動的物體沿著圓弧運動的快慢的
由于圓周運動是曲線運動，運動方向時刻發(fā)生變化，所以對于曲線運動我們更關(guān)注的是物體在某一時刻或者某一位置運動的快慢。
如圖所示，物體沿圓弧由M向N運動，在某時刻t經(jīng)過A 點。為了描述物體經(jīng)過A點附近時運動的快慢，可以取一段很短的時間Δt，物體在這段時間內(nèi)由A運動到B，通過的弧長為Δs。弧長Δs 與時間Δt 之比反映了物體在A點附近運動的快慢，如果Δt 非常非常小，Δs /Δt就可以表示物體在A點時運動的快慢，通常把它稱為線速度的大小。

②線速度的符號用v來表示，線速度的大小的定義式為：v等于Δs /Δt，
請同學(xué)們注意這里的Δs是指弧長，線速度的單位是m/s，
當Δt 足夠小時，AB弧長Δs、與A到B的位移Δl 的大小幾乎沒有差別，此時弧長Δs 也就等于物體由A到B的位移Δl的大小。因此，這里的線速度實際上就是我們在直線運動中已經(jīng)學(xué)過的瞬時速度，不過現(xiàn)在用來描述圓周運動而已。

那么線速度的方向又是怎樣的呢？我們知道在曲線運動中，質(zhì)點在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。因此質(zhì)點在圓周某點的線速度方向是沿著圓周上該點的切線方向（與半徑垂直）。

③質(zhì)點在圓周某點的線速度方向是沿著圓周上該點的切線方向（與半徑垂直）。

如圖所示A點的線速度方向沿A點的切線方向與OA垂直。B點的線速度方向沿B點的切線方向與OB垂直，可以看出圓周運動線速度的方向時刻發(fā)生變化。

④如果物體沿著圓周運動，并且線速度的大小處處相等，我們就把這種運動叫做勻速圓周運動.
坐在摩天輪上的人緩慢而均勻的運動著，可看作人在做勻速圓周運動；打開電風(fēng)扇，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動穩(wěn)定時，扇葉的運動可看作是勻速圓周運動，地球圍繞太陽的運動可近似看作是勻速圓周運動。
那么勻速圓周運動是勻速運動嗎？請同學(xué)們注意，勻速圓周運動的線速度大小雖然不變，但方向時刻發(fā)生變化，因此勻速圓周運動是變速運動，這里的勻速實際上指的是線速度的大小不變，即速率不變。因此勻速圓周運動叫也可以叫做勻速率圓周運動.

接下來我們來看第二個問題：大、小兩個齒輪邊緣上的點，哪個運動得更快些？我這里有一個模擬自行車大小齒輪的鏈條傳動視頻，大家可以先一下再做判斷。
在兩齒輪轉(zhuǎn)動的過程中，由于鏈條不可伸長，也不會脫離齒輪打滑，因而大、小齒輪邊緣的點、在相等時間內(nèi)通過的弧長是相等的，也就是線速度大小是相等的。但同時也注意到，由于兩個齒輪的半徑不同，相等時間內(nèi)它們轉(zhuǎn)過的角度不同，也就是轉(zhuǎn)動的快慢是不同的，它們的運動還是有著很大的差別的?？磥碇荒镁€速度描述圓周運動的快慢還不能夠充分反映做圓周運動的物體轉(zhuǎn)動的特點。我們需要引入新的物理量來描述做圓周運動的物體轉(zhuǎn)動的快慢。那么我們?nèi)绾蚊枋鲎鰣A周運動的物體轉(zhuǎn)動的快慢呢？

剛才的視頻中搖把轉(zhuǎn)過的角度和齒輪上的點轉(zhuǎn)過的角度是一樣的，通過觀察大小齒輪上搖把的位置，可以判斷大小齒輪轉(zhuǎn)動的情況，我從視頻中截取了三張圖片，第一張圖片是剛要轉(zhuǎn)動時的情況，第二張是小齒輪轉(zhuǎn)過半圈時的情況，第三張是小齒輪轉(zhuǎn)過一圈時的情況，由上邊三張圖片可看出，當小齒輪轉(zhuǎn)動半圈時，大齒輪大概轉(zhuǎn)過了四分之一圈，當小齒輪轉(zhuǎn)過一圈時，大齒輪只轉(zhuǎn)動了半圈多一點。可以推斷，當小齒輪轉(zhuǎn)過兩圈時，大齒輪轉(zhuǎn)過一圈多一點。
通過三張圖片的對比分析，我們不難發(fā)現(xiàn)小齒輪轉(zhuǎn)動的快。那么我們判斷的方法是什么呢？同學(xué)們可能會給出不同的答案。

總結(jié)為如下三種：
1、相同的時間、小齒輪過的角度比大齒輪轉(zhuǎn)過的角度大，因此小齒輪轉(zhuǎn)動的快，我們是用相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度來比較轉(zhuǎn)動的快慢的；
2、小齒輪轉(zhuǎn)一圈所用的時間比大齒輪轉(zhuǎn)一圈所用的時間短，小齒輪轉(zhuǎn)動的快，我們是用物體轉(zhuǎn)動一圈所用的時間來比較轉(zhuǎn)動的快慢的；
3、小齒輪轉(zhuǎn)過兩圈時，大齒輪才轉(zhuǎn)過一圈多一點兒，同樣的時間內(nèi)，小齒輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)多，小齒輪轉(zhuǎn)動的快，我們是用相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)去比較它們轉(zhuǎn)動的快慢的。根據(jù)這些方法我們可以引入新的物理量來描述做圓周運動的物體轉(zhuǎn)動的快慢。
首先來看第一種比較轉(zhuǎn)動快慢方法：比較相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。
參考線速度的定義，我們可以用轉(zhuǎn)過的角度除以對應(yīng)的時間來定義一個新的物理量：角速度。

2、角速度：它是描述做圓周運動的物體繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢的。

如圖所示，物體在Δt 時間內(nèi)由A運動到B，半徑 OA 在這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角Δθ與所用時間Δt之比叫作角速度，角速度用符號ω表示.
Δt

角速度的單位由角的單位和時間的單位共同決定。在國際單位制中，時間的單位是秒，角的單位是弧度，

所以角速度的單位是弧度每秒（rad/s）。 在運算中，通常把“弧度”略去不寫，所以角速度的單位也可以寫成 s-1。
那么我們是否可以用角速度來描述勻速圓周運動呢？
由于勻速圓周運動是線速度大小不變的運動，物體在相等的時間內(nèi)通過的弧長相等，所以在相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度也相等。

因此可以說勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動。

接下來我們來看比較轉(zhuǎn)動快慢的第二種方法：比較每轉(zhuǎn)一圈所用的時間。

請同學(xué)們觀察旋轉(zhuǎn)飛椅上的人的運動，旋轉(zhuǎn)飛椅上的每個人都在做圓周運動，運動一周后又會返回到初始位置，周而復(fù)始地重復(fù)著以前的運動，我們把這種特點叫做周期性，所以說圓周運動具有周期性，而每轉(zhuǎn)一圈所需要的時間正好描述了物體圓周運動周期性的特點，同時也反映了做圓周運動的物體轉(zhuǎn)動的快慢。

3、周期：勻速圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期。它的符號是大寫的T，單位是s。那么如何求勻速圓周運動的周期呢？

在勻速直線運動中，我們用物體的位移大小除以速度大小求運動時間；那么在勻速圓周運動中，我們可以用弧長除以線速度來求轉(zhuǎn)動時間，所以周期T就等于物體轉(zhuǎn)動一圈對應(yīng)的弧長除以線速度，一圈的弧長就是圓的周長：2πr，
所以T等于2πr除以v。
那么我們是否也可以用角速度來求周期呢？角速度表示單位時間轉(zhuǎn)過的角度。類比用線速度求周期的方法，我們可以用轉(zhuǎn)過的角度除以角速度求轉(zhuǎn)動時間，所以轉(zhuǎn)一圈的時間周期T就等于轉(zhuǎn)一圈的角2π除以角速度ω，
即T等于2π除以ω。
當然我們也可以從角速度的定義式來推導(dǎo)T。

角速度ω等于Δθ除以Δt，如果Δt取轉(zhuǎn)一圈的時間即一個周期：T，那么Δθ就等于轉(zhuǎn)一圈的角度2π，
因此角速度ω就等于2π除以T，
所以周期T就等于2π除以ω，由角速度和周期的關(guān)系式可以看出：周期和角速度成反比。角速度越大，轉(zhuǎn)一圈所用時間越小，周期越小，物體做圓周運動、轉(zhuǎn)動的就越快。

接下來我們來看比較轉(zhuǎn)動快慢的第三種方法：比較相同時間轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。

4、轉(zhuǎn)速
類比角速度的定義: 我們用物體轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與所用時間的比值來定義一個新的物理量，我們把它叫做轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速的符號用小寫的n來表示。

轉(zhuǎn)速的單位是轉(zhuǎn)每秒（r/s） 或者轉(zhuǎn)每分（r/min），這里的轉(zhuǎn)（r）實際上就是圈的意思，比如1r/s，就表示物體每秒轉(zhuǎn)過一圈，也就是每秒轉(zhuǎn)過2π弧度，這么看來轉(zhuǎn)速和角速度在物理意義上是一致的，只是單位不同，因為r/s 和 r/min都不是國際單位，所以運算時往往要把它們換算成弧度每秒。那么轉(zhuǎn)速和角速度如何進行單位換算呢？
角速度的單位是rad/s，轉(zhuǎn)速的單位是r/s，而每一轉(zhuǎn)所轉(zhuǎn)過的角度是2π弧度，所以要想把轉(zhuǎn)每秒、變成弧度每秒需要乘以2π。

所以角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：ω=2πn，這種關(guān)系和把速度的單位km/s變成m/s，需要乘以1000是類似的。

角速度、轉(zhuǎn)速和周期都是表示物體做圓周運動轉(zhuǎn)動快慢的物理量，但在日常生活中我們一般用周期和轉(zhuǎn)速來表示物體轉(zhuǎn)動的快慢。比如我們描述機械表的轉(zhuǎn)動時經(jīng)常用周期表示：秒針的周期時1分鐘，分針的周期時1小時，而時針的周期則是12小時。這樣它們轉(zhuǎn)動快慢的關(guān)系就很直觀。
在技術(shù)中則常用轉(zhuǎn)速來描述做圓周運動的物體轉(zhuǎn)動的快慢，轉(zhuǎn)速是很多機械、性能好壞的重要參數(shù)，右圖就是一張汽車儀表盤上的轉(zhuǎn)速表，現(xiàn)在顯示的轉(zhuǎn)速大約為1200r/mim，也就是20r/s，轉(zhuǎn)動的非常快。可見轉(zhuǎn)速和周期在表示圓周運動轉(zhuǎn)動的快慢時更加直觀方便。

為了描述圓周運動的快慢，我們引入了四個新的物理量：線速度，角速度、周期和轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在我們做一個簡單的梳理，線速度是描述物體沿著圓弧運動快慢的，而角速度，周期和轉(zhuǎn)速這三個物理量則從不同的角度描述了做圓周運動的物體繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，其中角速度和轉(zhuǎn)速的物理意義是一樣的，大小關(guān)系為ω=2πn，角速度和周期的關(guān)系成反比即：，結(jié)合這兩個式子可以得出周期和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：T等于n分之1。如果物體做勻速圓周運動的角速度是確定的，則轉(zhuǎn)速和周期就是確定的。原則上我們可以選擇這三個物理量中的任意一個量來描述物體轉(zhuǎn)動的快慢。那么做圓周運動的物體線速度和角速度之間是否有關(guān)系呢？

我們繼續(xù)研究自行車的運動，架起后輪，轉(zhuǎn)動腳踏板，腳踏板轉(zhuǎn)動的越快，車輪的角速度越大，相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角Δθ就越大，Δθ角所對應(yīng)的弧長Δs也越大，說明線速度也越大?？磥韺τ谝粋€半徑確定的圓周運動：角速度越大，線速度就越大，它們之間到底有著什么樣的關(guān)系呢？結(jié)合線速度和角速度定義式，你是不是已經(jīng)想出來了？

5、線速度與角速度的關(guān)系：
如圖，設(shè)物體做圓周運動的半徑為r，由A運動到B的時間為Δt，AB弧的弧長為Δs，AB弧對應(yīng)的圓心角為Δθ。線速度定義式為;，角速度的定義式為：，觀察這兩個式子，要想找到角速度和線速度的關(guān)系，只需找到弧長Δs與所對應(yīng)的圓心角Δθ的關(guān)系，當圓心角Δθ以弧度為單位時，由數(shù)學(xué)知識可知：或，由此可得，這表明在圓周運動中，線速度的大小等于角速度的大小與半徑的乘積。
接下來我們應(yīng)用所學(xué)知識解決生活中的一些實際問題。


例題1：一個小孩坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓周的半徑為4.0m。當他的線速度為2.0 m/s 時，他做勻速圓周運動的角速度是多少？周期是多少？
由題可知小孩做勻速圓周運動的半徑和線速度，可以根據(jù)線速度、角速度與半徑的關(guān)系，求出他做勻速圓周運動的角速度。
解：當小孩的線速度為2.0 m/s 時，他做勻速圓周運動的角速度
結(jié)合周期，線速度和半徑的關(guān)系可以求出:
PPT34：
他做勻速圓周運動的周期：
， T也可以用2π除以ω求解。
通過這道例題，希望同學(xué)們能夠熟悉線速度、角速度、周期及半徑間的基本關(guān)系。

例題2：如圖所示，A、B 兩點分別位于大、小輪的邊緣上，C 點位于大輪半徑的中點，大輪的半徑是小輪的2倍，它們之間靠摩擦傳動， 接觸面上沒有滑動。請在該裝置的A、B、C 三個點中選擇有關(guān)的兩個點，說明公式v＝ωr的以下三種變量關(guān)系：

（1）v相等，ω跟r成反比。
（2）ω相等，v跟r成正比。
（3）r 相等，v跟ω成正比。
圖中大輪和小輪的運動通過摩擦傳動運轉(zhuǎn)，這種傳動方式和利用齒輪傳動方式的原理是一樣的，我們看一個齒輪傳動的視頻，看完之后對這道題再做分析。

齒輪傳動視頻（約1分鐘）
通過視頻可知，齒輪傳動裝置兩輪邊緣的點相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長相等，線速度大小相等，但大齒輪比小齒輪轉(zhuǎn)動的慢?，F(xiàn)在我們來看例題2：

問題（1） v相等，ω跟r成反比。
因為A、B兩點在大小輪的邊緣，所以線速度大小相等，滿足：線速度v大小相等，角速度ω跟r成反比的關(guān)系。A、B點兩點的角速度之比等于B、A兩點的半徑之比為1:2.


問題（2）ω相等，v跟r成正比。
A、C均位于大輪上，在圍繞圓心O1做轉(zhuǎn)動的過程中，經(jīng)過相同的時間，
AO1連線和CO1連線掃過的角度始終是相同的，因此角速度相同，所以A、C兩點滿足角速度ω相等，線速度v跟半徑r成正比；A、C兩點線速度之比等于A、C兩點的半徑之比：為2:1

問題（3）r 相等，v跟ω成正比。
我們需要找到r相等的兩點，根據(jù)題意，大輪的半徑是小輪的2倍，C 點位于大輪半徑的中點，所以B、C兩點的半徑相等， B、C兩點的情況滿足，半徑r相等，線速度大小v跟角速度ω成正比。

我們可以分別算一下它們的線速度比和角速度比，來驗證一下。
因為B點的線速度與A點相等，所以vB:vC=vA: vC= rA: rC =2:1
因為A、C兩點的角速度相同，所以ωB: ωC =ωB: ωA=rA: rB=2:1，
可見，B、C兩點的線速度比確實等于角速度之比。即vB:vC=ωB: ωC。

齒輪傳動裝置在生活中的應(yīng)用非常廣泛，我們每天都在用的鐘表和汽車，它們的運動都是通過齒輪傳動裝置進行的，同學(xué)們，關(guān)于齒輪傳動的特點你懂了嗎？除了齒輪傳動，鏈條傳動裝置在生活中的應(yīng)用也非常廣泛，下面我們通過一個例題來體會一下鏈條傳動在生活中的具體應(yīng)用。
*例題3、如圖所示是自行車傳動機構(gòu)的示意圖。假設(shè)腳踏板轉(zhuǎn)動的周期是T，要知道在這種情況下自行車前進的速度有多大，還需要測量哪些量？請用這些量推導(dǎo)出自行車前進速度的表達式。


分析：在這道題中，自行車在向前運動時，車輪上任意一點的運動都不是圓周運動，其軌跡都不是圓周，所以在處理這個問題時，我們以輪軸（讀音）為參照物進行分析，這樣車輪相對于輪軸做圓周運動，而地面相對于輪軸向左運動。因為地面與車輪接觸而不打滑，所以地面相對于輪軸向左運動的速度大小就等于車輪相對于輪軸轉(zhuǎn)動的線速度大小。而地面相對于輪軸向左運動的速度，就等于輪軸相對于地面向右運動的速度，輪軸向右運動的速度就是自行車整體的前進速度。所以這個問題就變成了我們架起自行車的后輪轉(zhuǎn)動腳踏板時，求后輪的線速度。

這是生活中常見的三輛不同尺寸的自行車，觀察這三輛自行車結(jié)合你的生活經(jīng)驗猜測一下：在腳踏板周期一定的情況下，自行車運動的速度可能和哪些物理量有關(guān)？

我們先來觀察一下這三輛自行車。第一輛自行車是可折疊的迷你自行車，和后面兩輛相比，車輪直徑很小，第三輛自行車車輪直徑比第二輛略大一些，同時還看到車輪直徑最小的迷你自行車，大齒輪半徑卻是最大的。結(jié)合這些特點，你的猜測是什么？ 我們通過理輪分析來驗證一下你的猜測。

要想測出后輪的線速度，根據(jù)公式可知，需要知道后輪的半徑和轉(zhuǎn)動的角速度，而后輪的角速度與小齒輪的角速度相等，我們需要知道小齒輪的角速度，因為小齒輪與大齒輪的線速度相等，角速度與半徑成反比，所以要想求出小齒輪的角速度，需要知道大小齒輪的半徑或者半徑比以及大齒輪的角速度，大齒輪的角速度可由腳踏板的角速度來求，而腳踏板的角速度可以根據(jù)腳踏板的周期來求。通過上面分析可知，要想測出自行車后輪的線速度，還需要測出后輪的半徑及大小齒輪的半徑或者半徑比。

現(xiàn)在我們來求一下自行車前進速度的表達式。
解：已知腳踏板的周期為T，大小齒輪和后輪的半徑的測量值分別為r1、r2、r3，角速度分別設(shè)為ω1、ω2、ω3：根據(jù)分析可知
大齒輪的角速度 ，
因為大小齒輪的線速度相等，根據(jù)
可得大小齒輪角速度之比與半徑成反比，即
，可求出ω2，
后輪與小齒輪角速度相等，則
車輪的線速度 ，這就是自行車前進時速度的表達式。

通過表達式可以看出，在腳踏板轉(zhuǎn)動周期一定時，自行車前進速度與車輪半徑r3成正比，與大小輪的半徑比r1/r2成正比，所以個子高大的人一般喜歡騎車輪較大的自行車，以便能夠獲得較大的速度；年輕人喜歡騎變速自行車，可以改變大小齒輪的半徑比，可以更加方便的改變車速；而迷你自行車為了追求輕巧、可折疊、方便攜帶，車輪做的非常小，相應(yīng)的就得提高大小齒輪的半徑比，所以大齒輪做的比較大，這樣騎車的人也能獲得合適的速度，不至于速度太慢。當然還有一個最重要的決定因素就是人的因素，力氣大身體強壯的人可以更快的轉(zhuǎn)動腳踏板，這樣周期更小一些，人會獲得更大速度。影響自行車運動速度的因素還有很多，有興趣的同學(xué)可以在課下自己查閱資料研究。
同學(xué)們，今天學(xué)習(xí)的概念比較多，我們重溫了構(gòu)建物理概念的過程，我們類比直線運動中描述運動快慢的方式，建立了線速度，角速度和轉(zhuǎn)速的概念，結(jié)合圓周運動周期性的特點引入了周期這個物理量。希望同學(xué)們課下認真梳理總結(jié)，要知道圓周運動與勻速圓周運動的定義和特點；要理解線速度和角速度概念建立的必要性及它們的物理意義和相互關(guān)系；要知道周期與轉(zhuǎn)速的定義和物理意義；學(xué)會用線速度角速度和周期描述圓周運動。
同學(xué)們，今天的課就上到這里，謝謝收


通過實例分析，認識圓周運動。









介紹本章在物理學(xué)習(xí)中的地位及本章的基本研究思路











設(shè)置問題情景，引導(dǎo)學(xué)生思考，建立物理概念。
問題（1）的是希望學(xué)生從熟悉的直線運動的速度能夠更容易的過渡到線速度的概念，并且結(jié)合直線運動描述快慢的方法引導(dǎo)學(xué)生定義線速度。



















































































問題（2）的在問題（1）的基礎(chǔ)上，通過視頻引導(dǎo)使學(xué)生能夠結(jié)合自己的生活實際，思考比較轉(zhuǎn)動快慢的方法，從而引入三個比較轉(zhuǎn)動快慢的物理量。




























































































































通過兩個例子讓學(xué)生體會轉(zhuǎn)速和周期在日常生活中是更為普遍的描述轉(zhuǎn)動快慢的方法。








因為引入的概念比較多，通過知識梳理，讓學(xué)生進一步明確四個物理量的特點和物理意義，讓學(xué)生在頭腦中有清晰的學(xué)習(xí)思路。同時引入線速度與角速度之間是否有關(guān)系的問題。





通過研究自行車的運動引導(dǎo)學(xué)生線速度和角速度之間是有確定的關(guān)系的，以便進一步分析它們之間的具體關(guān)系。這種引導(dǎo)符合學(xué)生學(xué)習(xí)知識的認知過程。



















熟悉基本公式


















通過齒輪傳動模型對線速度與角速度的關(guān)系式進一步掌握。同時了解齒輪傳動模型的特點及在生活中的應(yīng)用

















































該題的設(shè)置又回歸到自行車的運動，但是是自行車的實際運動，雖然自行車前進時車輪上的點不是圓周運動，但是可以通過轉(zhuǎn)換參考系分析。讓學(xué)生體會圓周運動知識在生活中的具體應(yīng)用。該題目比較難，不要求所有同學(xué)掌握。





















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高中物理人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

1 圓周運動

版本： 人教版 (2019)

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