2.4 离心现象及其应用 教学设计 -2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修二册

该高中物理教学设计聚焦离心现象的理解与应用，通过预学回顾匀速圆周运动向心力来源，导学提问引发思考，以向心力供需关系为旧知支架，衔接离心现象产生条件的探究，构建知识脉络。 特色在于以科学探究为核心，通过小车离心轨迹观察、学生演示红墨水实验，结合科学思维中的模型建构，分析例题与生活应用（如洗衣机脱水），强化物理观念。实验驱动与问题链设计提升学生探究能力，为教师提供结构化方案，高效落实核心素养。

《离心现象及其应用》教学设计 学校：罗定中学城东学校 教师：蔡霖珍 一、教学目标 1.物理观念：知道什么是离心现象，知道离心现象产生的原因。 2.科学思维：学会通过实例分析离心运动，能解释生产、生活及科学技术中离心运动的实际问题。 3.科学探究：通过实验探究，观察现象，了解离心运动的轨迹。 4.科学态度与责任：观察生活中的离心现象，了解其在生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害。 二、教学重点： 离心现象的理解 三、教学难点： 离心现象的解释 四、教学方法： 通过观察小车做离心运动，红墨水做离心运动，理解离心现象，通过分析实例，引导学生建构物理模型。 五、教学流程 教学环节 教学内容 学生活动 设计意图 （一）预学 1. 分别写出以下情境中，物体做匀速圆周运动的向心力来源。 （1） 汽车在水平公路转弯；（2）火车在倾斜弯道转弯；（3）汽车过拱形路面。 2. 阅读课本P43-P45，回答以下问题。 （1） 什么是离心现象？离心现象的条件是什么？离心运动的轨迹是怎样的？离心现象的本质是什么？ 3. 请写出在预习过程中，你遇到的问题或困惑。 浏览课本，预习新知 学生在课前自学，有助于学生自己先大致了解本节课的学习内容，带着问题来参与到课堂活动中。 （二）导学 做匀速圆周运动的物体，在任一时刻的瞬时速度方向均沿轨迹上该点的切线方向。为什么物体不会沿着切线飞出呢？ 学生思考问题并回答 引起学生好奇心 （三）互学 1.教师引导学生回忆分析圆周运动的思路。根据供需关系来研究圆周运动。 若 提供=需要，则物体做匀速圆周运动。 引导学生思考：若提供<需要 物体做什么运动？ 2.认识离心现象 教师演示实验：先让小车在正常圆形轨道上运动，小车做圆周运动。后将一小段轨道外侧剪去，让小车在轨道上运动，小车在没有外侧轨道的路段，向心力消失，小车沿切线方向做离心运动。总结得出，离心运动的第一种情况：向心力突然消失，此时小车的轨迹沿切线方向。 3.探究离心现象产生的条件 学生演示实验：将红墨水滴在转盘上，逐渐增大转速，观察红墨水在低速和高速时的运动状态。教师提问各小组观察到的现象和得出的结论。 现象：转速较低时，红墨水的附着力足以提供向心力，红墨水做圆周运动。转速大到一定程度时，红墨水受到的附着力不足以提供向心力，红墨水做离心运动。 离心运动的定义：做匀速圆周运动的物体，在所受向心力突然消失或合力不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象。 离心运动的轨迹：合力突然消失，物体沿切线飞出；合力不足以提供向心力，物体的轨迹是一条逐渐远离圆心的曲线运动轨迹。 物体做离心运动的条件：合力突然为零或合力不足以提供向心力。提醒学生注意：离心运动并不是沿着半径飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线飞出的运动。 回忆旧识 回答问题 观察实验现象，并将实验现象记录在导学案上，小组讨论，得出离心运动的条件和轨迹。 一名学生上台演示实验，其余学生观察实验现象。讨论后得出结论：当转盘速度增大，需要的向心力增大，红墨水的附着力不够提供向心力时，将会远离圆心，做离心运动。轨迹是一条螺旋向外的曲线。 通过提问，先让学生了解本节课的分析方法和理论基础。 通过简单的小实验，激发学生的兴趣，寓教于乐。一开始不告诉学生教师将要破坏外轨，只是让学生对比小车在两条轨道上的运动情况，当小车沿切线远离圆心时，学生开始感到好奇与疑惑。 学生上台演示，可以让同学们全神贯注地观察实验。让学生自己动手做实验，印象更深刻。 师生共同根据以上两个实验总结离心运动的定义、轨迹、条件。 （四）悟学 [例题1]如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是 (　　) A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D．F突然变小，小球将沿轨迹Pb逐渐远离圆心 [例题2]如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.20。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所允许的最大速率vm为多大？当超过vm时，将会出现什么现象？(g＝9.8 m/s2) [变式训练]汽车以0.5Vm的速率转弯时，汽车受到的静摩擦力是多少？ 学生思考，并在导学案上分析做题。 分析问题情境，运用离心运动的条件做题。 通过题目，运用刚刚学过的知识来解决物体。 通过定量计算，深化学生对离心现象的理解。 （五）回归生活 离心现象在生活中的应用：洗衣机脱水，投掷链球，旋转雨伞。 分析这些现象背后的本质原因。 通过分析生活中的离心现象，实现从物理走向生活的教学理念。 （六） 课堂小结 本节课我们学会了哪些知识？ 学生自己总结。 以学生为主体，注重学生的学习感受，让学生自己总结本节课的内容。 1 学科网（北京）股份有限公司 $