课堂小练(10) 水平面内和竖直面内的圆周运动（教学设计）轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修 第二册（人教版）.docx

课堂小练(10)水平面内和竖直面内的圆周运动（教学设计）轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版）

课题：

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课时：计划1课时

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一、设计意图

本节课旨在通过课堂小练，帮助学生巩固水平面内和竖直面内圆周运动的相关知识点，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。结合人教版高中物理必修第二册的教学内容，让学生在轻松愉快的氛围中掌握圆周运动的基本概念、特点及运动规律，为后续学习打下坚实基础。

二、核心素养目标

培养学生运用科学思维方法分析圆周运动问题的能力，强化学生解决实际问题时对物理概念和规律的理解与应用。通过本节课的学习，使学生能够在实际问题中发现物理规律，形成科学态度，提升物理学科的科学探究能力和物理观念的建立。

三、教学难点与重点

1.教学重点

-圆周运动的基本概念：包括线速度、角速度、周期和频率等基本物理量的定义和计算。

例如，要求学生能够准确计算圆周运动中某一点的线速度和角速度。

-圆周运动的向心力：理解向心力的来源、方向和大小，掌握向心力公式F=mv2/r。

例如，通过实例讲解地球绕太阳运动中的向心力问题，使学生理解向心力在圆周运动中的作用。

-竖直面内圆周运动的动力学分析：能够分析竖直面内物体进行圆周运动时的受力情况。

例如，分析小球在竖直面内做圆周运动时，不同位置的受力情况及运动状态。

2.教学难点

-向心力的方向变化：学生往往难以理解向心力始终指向圆心的概念，以及在不同位置时向心力方向的变化。

例如，通过动画模拟或实物演示，帮助学生直观地理解向心力方向始终指向圆心。

-竖直面内圆周运动的临界条件：识别物体在竖直面内做圆周运动时，不同位置的临界状态。

例如，讲解小球在竖直面内最高点时，速度达到最小值但不为零，才能保证圆周运动的连续性。

-圆周运动与牛顿运动定律的综合应用：将圆周运动与牛顿运动定律相结合，解决实际问题。

例如，分析一辆汽车在圆形跑道上行驶时，所需的向心加速度与汽车速度和半径的关系，以及如何通过牛顿第二定律求解相关物理量。

四、教学资源

-软硬件资源：物理实验室、圆周运动实验装置、计算机、投影仪

-课程平台：校园教学管理系统、在线学习平台

-信息化资源：物理教学视频、圆周运动模拟软件、PPT教学课件

-教学手段：小组讨论、问题驱动法、实验演示、案例分析

五、教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过提出问题“为什么地球绕着太阳转而不飞出去？”来引发学生对圆周运动的好奇心。

-回顾旧知：回顾之前学过的直线运动中的速度、加速度等概念，为圆周运动的学习打下基础。

2.新课呈现（约45分钟）

-讲解新知：详细讲解圆周运动的基本概念，如线速度、角速度、周期和频率的定义和计算方法。

-举例说明：通过地球绕太阳运动的例子，说明圆周运动中向心力的来源和作用。

-互动探究：引导学生进行小组讨论，探讨圆周运动中向心力与半径、速度的关系，并通过实验装置观察圆周运动现象。

3.巩固练习（约25分钟）

-学生活动：让学生通过解决一些圆周运动的问题，如计算圆周运动中某点的速度、向心力等，加深对知识点的理解。

-教师指导：在学生练习过程中，教师巡回指导，及时解答学生的疑问，指导学生正确的解题方法和思路。

4.案例分析（约20分钟）

-学生活动：提供一些竖直面内圆周运动的案例，让学生分析物体在最高点和最低点的受力情况，讨论如何保持圆周运动。

-教师指导：引导学生运用牛顿运动定律分析案例，帮助学生理解竖直面内圆周运动的动力学特性。

5.总结与反思（约5分钟）

-学生活动：让学生总结本节课学到的圆周运动知识点，并反思在学习过程中遇到的问题和解决方法。

-教师点评：教师对学生的总结进行点评，强调重点和难点，并对学生的疑问进行解答。

6.作业布置（约5分钟）

-布置一些与圆周运动相关的练习题，要求学生在课后完成，以巩固所学知识。

六、知识点梳理

1.圆周运动的基本概念

-线速度：物体在圆周运动中，某一点的速度大小，用公式v=2πr/T表示，其中r是圆的半径，T是周期。

-角速度：物体在圆周运动中，单位时间内转过的角度，用公式ω=v/r表示。

-周期：物体完成一周圆周运动所需的时间。

-频率：单位时间内完成圆周运动的次数。

2.圆周运动的向心力

-向心力的定义：使物体沿圆周运动的力，始终指向圆心。

-向心力公式：F=mv2/r，其中m是物体的质量，v是线速度，r是圆的半径。

-向心力的来源：可以是重力、张力、摩擦力等，取决于物体所处的具体情境。

3.水平面内的圆周运动

-水平面内的圆周运动通常受到重力和支持力的作用，如旋转木马、滑轮系统等。