6.4 生活中的圆周运动 说课课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.4 生活中的圆周运动 人教版（2019）必修二 第六章圆周运动 说课内容 目录 CONTENTS 一、教材分析 二、学情分析 三、教学重难点 四、教学目标 六、教学过程 七、教学反思 五、教学流程 教材分析 高中物理课程标准 学业要求 会用运动与相互作用的知识分析曲线运动问题，认识圆周运动模型特征，体会物理学中实验和理论推导的方法。 火车转弯 汽车过拱形桥 航天器中的失重现象 离心运动 水平 竖 直 地上 天上 学情分析 知识储备 本节要求 学生在前面的学习中，已经能用牛顿第二定律求解直线运动的一些问题，对运动与相互作用已有了初步的认识。但对于应用牛顿第二定律来处理实际生活中的圆周运动，在能力上还略显不够。 要求学生能够将实际问题转化为圆周运动模型，能确定运动轨迹、圆心和半径，能够根据圆心的位置确定向心加速度的方向，再进行受力分析，确定向心力来源。 教学重难点 教学重点 教学难点 1、知道向心力不是一个特殊的力，能在具体的实例中正确地合成向心力。 2、灵活选用向心力和向心加速度公式求解圆周运动动力学问题。 1、将实际问题转化为圆周运动模型。 2、正确认识向心力的来源。 教学目标 【物理观念】会分析火车转弯、汽车过拱形桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的问题; 了解离心运动及物体做离心运动的条件。 【科学思维】学会观察生活中有关物理知识的现象。 通过对火车转弯、拱形桥的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力。 【科学探究】体会物理模型在物理学习中的重要性，让学生感觉科学就在身边，培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神。 【科学态度与责任】培养学生观察思考、勇于发现、乐于探究的学习习惯，以及将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 教学流程 教学环节 情境链 驱动问题 任务群 素养线 持续性评价 情境引入 激发兴趣 观察思考 构建模型 再构模型 突破难点 体验探究 学思践悟 一日游 高铁转弯 火车转弯作何运动？ 火车弯道如何设计？ 汽车过拱形桥对桥的压力？ 提供的向心力不足时会怎样？ 明确学习任务 能否从生活走向物理 能否抽象物理运动模型 能否正确合成向心力 能否学以致用 物理观念 科学思维 科学思维 科学态度责任 科学思维 科学态度责任 科学思维 科学探究 科学态度责任 观察火车转弯之巧 体验超重失重之趣 领略离心运动之美 高铁弯道设计 起伏的赤铸山路 棉花糖 打铁花 教学过程 创设情境，激发兴趣 感受家乡的发展 培养学生家乡认同感 芜湖一日游 打卡1：芜湖南站 教学过程 高铁转弯的视频 任务一 观察火车转弯之巧 民族自豪感 问题意识 运动观 问题1：火车转弯做何种运动？ 教学过程 问题2：火车转弯时实际是在做圆周运动，那么火车转弯时是如何获得向心力的 ？ 学会观察 基于事实 综合分析 F 任务一 观察火车转弯之巧 教学过程 问题3：结合生活实例，思考应该如何解决外轨磨损问题？ 创造性见解 外高内低 任务一 观察火车转弯之巧 外高内低 教学过程 层层递进： （1）圆周运动平面是哪个？ （2）圆心在哪里？ （3）向心加速度的方向向哪？ （4）向心力的来源？ 理性分析 感性认识 任务一 观察火车转弯之巧 教学过程 创设情境，激发兴趣 体验超重失重 芜湖一日游 打卡2：赤铸山路 再次激发兴趣 教学过程 任务二 体验超重失重之趣 汽车过拱形桥是什么运动，运动平面又是哪个呢？ 凹形桥 拱形桥 教学过程 进一步深化： 3、汽车以速度v通过拱形桥最高点时，桥面所受到的压力又如何？ 1、汽车在水平路面匀速行驶或静止时，路面所受到的压力如何？ 2、汽车在拱形桥顶点静止时，桥面所受到的压力如何？ 发散性思维 任务二 体验超重失重之趣 教学过程 讨论：比较质量为m的汽车在两种不同桥面上的受力的情况。（设桥面半径为R，过桥速度为v） 综合分析 科学思维 失重 超重 任务二 体验超重失重之趣 教学过程 思考与讨论：地球也可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？ 这个速度为多大？ 大胆猜想 推理论证 只有重力提供向心力 任务二 体验超重失重之趣 完全失重 教学过程 航天员处于完全失重状态 感受太空上的奇妙 物理规律的统一性 任务二 体验超重失重之趣 教学过程 创设情境，激发兴趣 芜湖一日游 打卡3：鸠兹古镇 打铁花表演 风味小吃棉花糖 感受地面上的美好 乐于探究 教学过程 任务三 领略离心运动之美 当提供向心力不足时物体做何种运动？ 离心运动：合力突然消失， 或者不足以提供圆周运动所需的向心力 运用知识 形成能力 教学过程 课堂小结 加深理解、记忆 教学过程 作业1 课时作业 作业布置 作业2 实践应用 芜湖方特过山车 2、断层过山车是怎么越过去的？ 1、汽车转弯的向心力是什么？ 教学反思 1、重在引导。通过创设情景，引导学生观察、分析，发现问题，通过创设疑问，引导学生思考、小组讨论，解决问题，充分体现教师主导、学生主体的地位。 2、注重能力。引导学生利用物理知识发现问题，然后再利用物理知识解决问题，理论联系实际，使学生对知识易于接受，同时提高了学生分析、解决问题的能力。 3、本节课也有一些不足之处，比如由于时间关系，航天器中的失重和离心运动匆匆带过，也没有举离心危害的例子。 $$ ( 2025年高中物理优质课说课评比 ) 人教版必修第二册（2019） 6.4 生活中的圆周运动 6.4 生活中的圆周运动 【教材分析】 本节课是人教版高中物理必修二第六章的第四节，是圆周运动的应用课，内容丰富，教材中例子的选择都各有特点，很有代表性。 火车转弯——分析水平面上的匀速圆周运动 汽车过拱形桥——分析竖直面上的非匀速圆周运动 航天器中的失重现象——研究失重问题 离心运动——研究向心力不足时物体的运动趋势 《课程标准》要求学生能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。这就要求学生能够通过受力分析、运动分析建立圆周运动模型，再运用牛顿第二定律处理圆周运动的问题。 学业要求是会用运动与相互作用的知识分析曲线运动问题，认识圆周运动模型特征，体会物理学中实验和理论推导的方法。 【学情分析】 学生在前面的学习中，已经能用牛顿第二定律求解直线运动的一些问题，对运动与相互作用已有了初步的认识。本节对圆周运动进行分析，本质上仍然是运用牛顿第二定律来解决问题，两者求解思路是相同的，这种相同性有利于学生构建自己的知识结构。但对于高一学生来说，将生活中的实际运动抽象成圆周运动的模型，应用牛顿第二定律处理生活中的圆周运动，在能力上还略显不够。 【教学重难点】 教学重点： 1、知道向心力不是一个特殊的力，能在具体的实例中正确地合成向心力。 2、灵活选用向心力和向心加速度公式求解圆周运动的动力学问题。 教学难点： 1、将实际问题转化为圆周运动模型。 2、正确认识向心力的来源。 突破难点的策略通过学生熟悉的生活实例，引导学生确定运动轨迹、圆心和半径，能够根据圆心的位置确定向心加速度的方向，再进行受力分析，确定向心力来源，从而突破“认识向心力来源”这一难点，逐步形成处理圆周运动的基本方法。 【教学目标】 依据《课程标准》的要求，以及本节课与实际生活联系紧密的特点，特制定如下教学目标。 （一）物理观念 1.会分析火车转弯、汽车过拱形桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的问题; 2. 了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害。 （二）科学思维 1.学会观察生活中有关物理知识的现象，具有初步的观察能力。 2.通过对火车转弯、拱形桥的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力。 （三）科学探究 通过火车转弯、拱形桥等物理模型，体会物理模型在物理学习中的重要性。让学生感觉科学就在身边，培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神。 （四）科学态度与责任 培养学生观察思考、勇于发现、乐于探究的学习习惯，以及将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 【教学流程】 【教学过程】 一、情境引入、激发兴趣 五一小长假的出游规划：可以选择哪些交通出行方式？学生注意力被吸引。 学生回答：汽车、高铁、飞机...... 教师：今天我们来一场小长假前的预热——芜湖一日游 一日游第一站：芜湖南站 芜湖南站采用扬帆起航的造型，表达弋江水文化属性，象征芜湖弋江的发展正扬帆起航，塑造了江城芜湖大气而隽秀的内涵。 设计意图：吸引学生注意力，激发学生的求知欲，并培养学生家乡认同感。 二、观察思考，构建模型 任务一 观察火车转弯之巧 播放一段高铁转弯视频，介绍中国高铁技术。 问题1：让学生观察并思考火车转弯做何种运动？ 设计意图：帮助学生树立运动观，并增强学生民族自豪感。 问题2：火车做圆周运动的向心力的来源？ 鉴于学生对于火车轨道及火车轮结构不是很了解，首先通过教师自制教具，让学生对火车轨道及火车轮的结构特点有一定的了解，然后让学生自主探究火车在水平轨道转弯时向心力的来源，学生通过探究发现，火车在水平轨道转弯向心力来源于外轨对火车轮缘的侧向挤压力。 设计意图：提高学生问题意识，培养学生观察、分析能力。 问题3：火车在水平轨道转弯有何弊端？如何去改进？学生的讨论与思考。 教师安排并引导学生再次观看视频，火车外轨与内轨呈现一定的高度差。 问题串4： （1）圆周运动平面是哪个？ （2）圆心在哪里？ （3）向心加速度的方向向哪？ （4）向心力的来源？ 在分析运动平面时，教师通过自制教具，帮助学生理解火车转弯做的水平面内的圆周运动。 当火车所受重力及支持力的合力恰好提供为向心力时，可以有效避免火车内外轨道受到挤压，并进一步联系实际，在实际轨道一旦建成的情况下，进一步分析火车安全速度应该满足的条件。 设计意图：经历从感性认识到理性分析的过程，让学生充分领略用物理知识解决生活中实际问题的乐趣，促进学科素养的发展。 三、再构模型，突破难点 任务二 体验超重失重之趣 一日游第二站：赤铸山路乘坐轻轨1号线，因路况高低起伏，体验超重失重的感觉。 这跟汽车过拱形桥的道理一样。 问题串5： （1）汽车在水平路面匀速行驶或静止时，路面所受到的压力如何？ （2）汽车在拱形桥顶点静止时，桥面所受到的压力如何？ 接下来使问题进一步深化： （3）汽车以速度v通过拱形桥最高点时，桥面所受到的压力又如何？ 设计意图：通过层层递进的问题，使学生的思维活动不断深入，培养学生的发散性思维。 然后转换情景，让学生独立分析汽车以速度v通过凹形桥最低点时，凹形桥所受压力的情况。为进一步扩展学生视野，可继续引导学生思考，在生活中为什么我们的桥梁大多数建成拱形，而凹形桥却很少。 出示例题，引导学生理论推导。 将这一部分知识与必修一所学的超重与失重联系起来，为下面航天器中的失重现象做准备。 学生阅读课本中“思考与讨论”栏，并思考： 教师引导学生思考分析:速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这个速度为多大？ 运用相同的方法分析航天器中的宇航员的向心力。 设计意图：培养学生大胆猜想、推理论证的能力，也让学生感受到物理规律的统一性。 四、体验探究，学思践悟 任务三 领略离心运动之美 一日游第三站：鸠兹古镇。品风味小吃，赏千年非遗。打铁花是中国传统烟火表演，始于北宋，盛于明清，至今已有千年历史。 学利用手边器材做离心运动的实验。 引导学生总结：离心运动是合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力时发生的运动。 (1)物体作圆周运动的条件：F提供= F需要。 (2)物体作离心运动的条件：F提供 < F需要。 设计意图：让学生产生运用知识解决问题的意识，形成分析问题、解决问题的能力。 板书设计 6.4 生活中的圆周运动 一、火车转弯 重力G和支持力N的合力来提供火车转弯时所需的向心力。 二、汽车过桥问题 拱形桥失重 凹形桥超重 三、航天器中的失重现象 四、离心运动 (1)物体作圆周运动的条件：F提供= F需要。 (2)物体作离心运动的条件：F提供 < F需要。 课堂小结 本节课主要板书了两种生活中圆周运动常见模型的受力分析及其向心力的来源，这样的板书简洁直观，使本节课的重点一目了然，课堂小结将安排在板书基础上进行。 作业布置 1、分层课时作业：A、B两组练习，来达成本节课知识巩固。（附） 2、 实践应用作业：汽车转弯的向心力是什么？断层过山车是怎么越过去的？ 设计意图：渗透理论联系实际的观点，激发学生的求知欲、增进学生的想象力，并为进一步探索新知识，解决新问题开辟更广阔的空间。 六、教学反思 整个教学都重在引导，充分体现教师主导、学生主体的地位，也非常注重学生能力的培养，提高了学生分析、解决问题的能力。 本节课也有一些不足之处，如：由于时间关系，航天器中的失重和离心运动一带而过，讲的过快，没有举离心危害的例子。 《6.4 生活中的圆周运动》课后作业（A组） 题目编号 A-01 作业性质 练习作业 完成时长 2分钟 具体内容 题目 火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如图1所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图2所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图3所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（      ） A．该弯道的半径 B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变 C．当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 D．按规定速度行驶时，支持力小于重力 答案 C 作业评价 知识获取能力：理解向心力的来源 优秀良好合格 实践操作能力：能够建立圆周运动模型 优秀良好合格 思维认知能力：能够独立思考，运用知识解决问题 优秀良好合格 设计意图 作业分析 难度 较易中等较难 来源 引用改编原创 《6.4 生活中的圆周运动》课后作业（B组） 题目编号 B-01 作业性质 练习作业 完成时长 4分钟 具体内容 题目 如图所示，质量为m的汽车，沿半径为R的半圆形拱桥运动，当汽车通过拱桥最高点B时速度大小为，则此时（　　）   A．汽车速度越大，对拱形桥压力越小 B．在B点的速度最小值为 C．若汽车速度等于，汽车将做平抛运动，越过桥后落地点与B点的水平距离为 D．若汽车对桥顶的压力为，汽车的速度大小为 答案 AC 作业评价 知识获取能力：受力分析合成向心力 优秀良好合格 实践操作能力：能够仔细审题并分析作答 优秀良好合格 思维认知能力：能够运用知识解决实际问题 优秀良好合格 设计意图 作业分析 难度 较易中等较难 来源 引用改编原创 学科网（北京）股份有限公司 $$