2.3圆周运动的实例分析 教学设计-2023-2024学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

3．圆周运动的实例分析 西华师范大学 曹驰 四川省自贡衡川实验学校 杜一平 北师大成都实验中学 梁翠梅 【教材分析】 1．体系结构。 《圆周运动的实例分析》是高中物理必修第二册《第二章 匀速圆周运动》第3节的内容。 2．地位作用。 这节课是对前面两节知识内容的回顾，内容包括圆周运动理论知识与实际生活相结合，即理论联系实际解决生活中的圆周运动问题，同时也训练了学生的思维及动手解决问题的能力等。 3．知识背景。 本章前面两节的学习为本节学习奠定了理论基础，学生已有了向心力、线速度和角速度的知识积累。 【学情分析】 1．学生的认知。 高中一年级的学生已经有一定的处理物理问题的能力，通过一些实验的磨炼具备了一定的动手操作能力，并且在学习本章前已接触了许多生活中的圆周运动。90%的学生能很快地明确指出物体是否做圆周运动，即已经有了一定的前概念。 2．高中学生思维特征。 高中学生已完成从形象思维到抽象思维的转变，逻辑推理能力大大增强。 3．学生行为方式。 学生对新奇的事物表现出较强的探索欲，有一定的实验操作能力，获取信息的途径多种多样，信息范围摄取广泛，有着扎实的知识基础。 4．学生基本情况。 通过本章前两节内容的学习，学生学习了描述圆周运动的有关物理量，例如线速度、角速度、向心加速度等，知道做匀速圆周运动的物体合外力是指向圆心，知道如何对圆周运动进行受力分析。但是，在面对生活实际中的圆周运动分析时，仍显得无从下手。 【课标解读】 1．课标要求。 了解生产生活中的离心现象及其产生的原因，例如，了解铁路和高速公路转弯处路面有一定倾斜度的原因。 2．课标解读。 此标准即要求学生会分析实际情况下物体做圆周运动的向心力，例如，分析自行车转弯时和火车过弯道时受到的向心力等。可以让学生调查公路转弯处的倾斜情况或铁路转弯处两条铁轨的高度差异，发展学生分析和解决实际问题的能力。在此基础上了解什么是离心现象，应用所学知识分析生活、生产中的离心现象，例如洗衣机脱水的过程、汽车转弯时乘客身体倾斜等。 【教学目标】 核心素养 素养表现 素养内涵 教学目标 物理观念 运动与相互作用观念 初步形成运动与相互作用观，并能用它对自然图景进行描述 进一步了解认识匀速圆周运动 能量观念 形成经典的能量观，并用它解释自然现象 初步对物体在做圆周运动时存在重力势能、动能等有一定的概念。知道在做圆周运动的过程中存在动能与重力势能的转化。在解决生活中的圆周运动问题时也蕴含了机械能守恒、能量守恒的相关知识 问题解决 根据物理观念，解释自然现象和解决实际问题 构建有优化结构的高中物理知识体系，强化物理知识与实际情境的关联。运用前面所学习的圆周运动理论知识解决生活中如汽车过拱桥问题，旋转秋千问题等 科学思维 模型建构 根据问题和情境，对客观事物进行抽象和概括，构建物理模型 在分析具体圆周运动时，常将摩擦力及阻力忽略，即进行理想化处理 科学推理 正确理解和应用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论 对具体圆周运动实例进行受力分析，列方程，通过定量计算得出最终结果 交流 具有合作与交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思探究过程与结果 学会在得出各问题的结果后进行交流合作、反思问题 科学态度 与责任 科学本质 能正确认识科学的本质，认识到物理是人类有意识的探究过程 通过计算为生活中圆周运动提供理论数据支持 科学态度 具有学习和研究物理的好奇心和求知欲，严谨认真、实事求是、持之以恒；善于基于证据和推理发表自己的见解，形成独立思考、敢于质疑、善于反思的创新精神 从生活中的圆周运动出发，激发学生的好奇心；能在教师示范后，自主列方程并得出最后答案 社会责任 理解科学、技术、社会和环境的关系，形成遵守道德规范、保护环境并推动可持续发展的责任感 深刻理解物理源于生活并服务于生活的理念 【教学重点】 分析具体问题中的向心力来源。 【教学难点】 生活中圆周运动的空间想象，例如，关于火车轨道的空间想象，火车弯道双轨高度差的原因。 【教法学法】 教法：启发式讲授法。 学法：观察法，讨论法。 【教具学具】 1．实验用具：小棒，瓶身钻有小孔的塑料瓶。 2．其他用具：PPT，图片资料，视频资料等。 【课时安排】 1课时。 【教学思路】 通过生活中的圆周运动实例图片引发学生思考，通过汽车过凹凸型桥的问题解决最高点或最低点对桥面压力的问题，通过水平方向上的圆周运动实例（火车转弯、旋转秋千）完成一些公式推导，最后阐述离心运动定义及列举生活中的离心运动。 【教学过程】 环节一 新课引入 ◆教师活动 展示火车转弯、汽车过拱桥以及摩天轮的图片引入新课，并让学生列举一些其他的生活中的圆周运动实例，共同