2024-2025學(xué)年高中物理 第二章 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度教學(xué)實(shí)錄1 教科版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)2勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度教學(xué)實(shí)錄1教科版必修2科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中物理第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)2勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度教學(xué)實(shí)錄1教科版必修2教材分析2024-2025學(xué)年高中物理第二章“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中“2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度”的教學(xué)實(shí)錄，以教科版必修2教材為基礎(chǔ)，緊密圍繞勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念、向心力及向心加速度的計(jì)算公式和物理意義展開，旨在讓學(xué)生理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的受力情況，掌握相關(guān)公式，并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力。

2.掌握向心力、向心加速度的計(jì)算公式，提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力。

3.通過分析實(shí)際問題，提升學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

4.強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的力學(xué)知識(shí)，包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律和力的合成等，這為理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度提供了基礎(chǔ)。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中學(xué)生對(duì)物理學(xué)科通常持有較高的興趣，尤其是在探索自然規(guī)律方面。他們的能力水平參差不齊，部分學(xué)生可能在數(shù)學(xué)和物理的抽象思維能力上有所欠缺。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)觀察來理解物理現(xiàn)象，而有的學(xué)生則更傾向于通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)來掌握概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度時(shí)可能遇到的困難包括：對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的幾何和動(dòng)力學(xué)關(guān)系理解不足，難以將抽象的物理概念與具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式聯(lián)系起來；在解決實(shí)際問題時(shí)，可能難以將理論應(yīng)用于復(fù)雜情境中；此外，學(xué)生可能對(duì)向心力方向和向心加速度方向的理解存在混淆。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合實(shí)例分析，幫助學(xué)生理解向心力和向心加速度的概念。

2.通過小組討論，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用牛頓第二定律推導(dǎo)向心加速度公式。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生通過實(shí)際操作體驗(yàn)向心力的作用。

4.利用多媒體展示勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫，幫助學(xué)生直觀理解運(yùn)動(dòng)過程。

5.安排角色扮演，讓學(xué)生模擬物理學(xué)家解決問題，提高學(xué)習(xí)興趣和參與度。教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)于汽車在圓形跑道上的勻速行駛的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.提出問題：汽車在圓形跑道上行駛時(shí)，受到哪些力的作用？這些力的方向如何？

3.學(xué)生回答：重力、支持力和向心力，向心力指向圓心。

4.引入新課：今天我們將探討勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力和向心加速度。

二、講授新課（20分鐘）

1.向心力概念：介紹向心力的定義，強(qiáng)調(diào)其方向始終指向圓心。

2.向心力計(jì)算：講解向心力的計(jì)算公式，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行推導(dǎo)。

3.向心加速度概念：介紹向心加速度的定義，強(qiáng)調(diào)其方向與向心力方向相同。

4.向心加速度計(jì)算：講解向心加速度的計(jì)算公式，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行推導(dǎo)。

5.牛頓第二定律應(yīng)用：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用牛頓第二定律，推導(dǎo)出向心加速度與向心力的關(guān)系。

6.學(xué)生互動(dòng)：提問學(xué)生關(guān)于向心力和向心加速度的問題，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.練習(xí)一：計(jì)算汽車在圓形跑道上的向心力和向心加速度。

2.練習(xí)二：分析自行車在轉(zhuǎn)彎時(shí)的受力情況，計(jì)算向心力和向心加速度。

3.學(xué)生展示：請(qǐng)部分學(xué)生展示解題過程，教師點(diǎn)評(píng)并糾正錯(cuò)誤。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問一：向心力和向心加速度有何區(qū)別？

2.提問二：如何判斷物體是否做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？

3.學(xué)生回答：向心力始終指向圓心，向心加速度方向與向心力方向相同。

五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師提問：在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力與速度有何關(guān)系？

2.學(xué)生回答：向心力與速度的平方成正比。

3.教師提問：向心加速度與速度有何關(guān)系？

4.學(xué)生回答：向心加速度與速度的平方成正比。

5.教師總結(jié)：向心力和向心加速度都與速度的平方成正比。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考：勻速圓周運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用有哪些？

2.學(xué)生討論：汽車在轉(zhuǎn)彎、地球繞太陽公轉(zhuǎn)等。

3.教師總結(jié)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)在自然界和生活中有著廣泛的應(yīng)用。

七、總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

1.總結(jié)：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)向心力和向心加速度的重要性。

2.作業(yè)布置：完成課后習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

教學(xué)時(shí)間總計(jì)：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠清晰地理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義，認(rèn)識(shí)到物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度大小不變，但方向不斷變化，因此存在加速度，即向心加速度。

2.掌握向心力和向心加速度的計(jì)算：學(xué)生能夠運(yùn)用向心力和向心加速度的計(jì)算公式，根據(jù)物體的速度、半徑和質(zhì)量等參數(shù)，計(jì)算出物體在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中所需的向心力和向心加速度。

3.應(yīng)用牛頓第二定律解決實(shí)際問題：學(xué)生通過推導(dǎo)向心力和向心加速度的關(guān)系，加深了對(duì)牛頓第二定律的理解，能夠?qū)⑦@一基本物理定律應(yīng)用于解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際問題。

4.提高數(shù)學(xué)建模能力：在推導(dǎo)和計(jì)算過程中，學(xué)生運(yùn)用了數(shù)學(xué)工具，如三角函數(shù)和微積分，提高了數(shù)學(xué)建模能力，能夠?qū)⑽锢憩F(xiàn)象轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型。

5.增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作能力：通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)操作能力。

6.培養(yǎng)科學(xué)探究精神：學(xué)生在探究向心力和向心加速度的過程中，培養(yǎng)了提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的科學(xué)探究精神。

7.提升解決問題的能力：學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題，如計(jì)算汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的安全速度、分析地球繞太陽公轉(zhuǎn)的向心力等。

8.加強(qiáng)學(xué)科間的聯(lián)系：學(xué)生通過學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)到物理與其他學(xué)科（如數(shù)學(xué)、化學(xué)）之間的聯(lián)系，提高了跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力。

9.增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和積極性：通過課堂互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)際問題解決，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，學(xué)習(xí)積極性顯著提高。

10.培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，養(yǎng)成了認(rèn)真聽講、積極思考、主動(dòng)提問和及時(shí)復(fù)習(xí)的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。板書設(shè)計(jì)①勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念

-定義：物體沿圓周路徑以恒定速度運(yùn)動(dòng)

-特點(diǎn)：速度大小不變，方向不斷變化

-必要條件：存在向心力，指向圓心

②向心力

-定義：使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力

-公式：\(F_c=\frac{mv^2}{r}\)

-單位：牛頓（N）

③向心加速度

-定義：勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的加速度

-公式：\(a_c=\frac{v^2}{r}\)

-單位：米/秒2（m/s2）

④牛頓第二定律在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

-公式：\(F=ma\)

-向心力與向心加速度的關(guān)系：\(F_c=m\cdota_c\)

⑤實(shí)際應(yīng)用

-汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力

-地球繞太陽公轉(zhuǎn)的向心力

-轉(zhuǎn)盤上的物體受力分析

⑥注意事項(xiàng)

-向心力不是指向圓心的力，而是導(dǎo)致物體加速度指向圓心的合力

-向心加速度的方向始終指向圓心，與速度方向垂直課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《物理學(xué)史上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)研究》

該材料介紹了勻速圓周運(yùn)動(dòng)在物理學(xué)史上的重要地位，以及歷史上科學(xué)家們對(duì)這一運(yùn)動(dòng)的研究過程和方法，有助于學(xué)生了解物理學(xué)的發(fā)展歷程。

-視頻資源：《圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度》

該視頻通過動(dòng)畫和實(shí)例，直觀地展示了勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力和向心加速度，以及它們?cè)谏钪械膽?yīng)用，如地球繞太陽公轉(zhuǎn)、衛(wèi)星的軌道運(yùn)動(dòng)等。

2.拓展要求：

-學(xué)生在課后閱讀上述材料，了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)在物理學(xué)研究中的地位和意義。

-觀看視頻資源，結(jié)合課堂所學(xué)，思考向心力和向心加速度在生活中的具體應(yīng)用場(chǎng)景。

-鼓勵(lì)學(xué)生撰寫一篇短文，概述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念，并舉例說明其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

-教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享各自的學(xué)習(xí)心得和發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)知識(shí)的交流與碰撞。

-對(duì)于有疑問的學(xué)生，教師應(yīng)在課后提供必要的指導(dǎo)和幫助，如推薦進(jìn)一步的閱讀材料、解答學(xué)生的疑問等。

-學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證向心力和向心加速度的計(jì)算公式，如利用旋轉(zhuǎn)的圓盤和重物來測(cè)量向心力。

-鼓勵(lì)學(xué)生思考如何將勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，如設(shè)計(jì)一個(gè)安全系數(shù)高的自行車轉(zhuǎn)彎方案。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.回顧勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念，強(qiáng)調(diào)物體在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中速度大小不變，但方向不斷變化，因此存在向心加速度。

2.總結(jié)向心力的定義和計(jì)算公式，向心力是使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力，其大小為\(F_c=\frac{mv^2}{r}\)，方向始終指向圓心。

3.強(qiáng)調(diào)向心加速度的定義和計(jì)算公式，向心加速度的大小為\(a_c=\frac{v^2}{r}\)，方向與向心力方向相同，始終指向圓心。

4.討論牛頓第二定律在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，指出向心力是導(dǎo)致物體加速度指向圓心的合力。

5.分析向心力和向心加速度在生活中的實(shí)際應(yīng)用，如汽車轉(zhuǎn)彎、衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)等。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.單選題：一個(gè)物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪個(gè)說法是正確的？

A.速度大小和方向都在變化

B.速度大小不變，方向不斷變化

C.加速度大小和方向都不變

D.加速度大小不變，方向始終指向圓心

2.計(jì)算題：一輛汽車以60km/h的速度在半徑為50m的圓形跑道上勻速轉(zhuǎn)彎，求汽車所需的向心力和向心加速度。

3.應(yīng)用題：一輛自行車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果轉(zhuǎn)彎半