2024-2025学年高中物理 第五章 曲线运动 7 生活中的圆周运动（3）教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第五章曲线运动7生活中的圆周运动（3）教案新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析本节课为人教版高中物理必修2第五章“曲线运动”的第三节“生活中的圆周运动”。学生在之前的学习中已经掌握了直线运动的基本概念和曲线运动的基本特点，本节课将结合生活中的实例，进一步引导学生理解圆周运动的概念、特点以及其在实际生活中的应用。同时，通过本节课的学习，学生将能够运用所学的物理知识解释一些日常生活中的现象，提高理论联系实际的能力。本节课的内容与学生的日常生活紧密相连，有利于激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，主要包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度四个方面。通过分析生活中的圆周运动实例，使学生能够建立正确的物理观念，理解圆周运动的基本特征；通过运用科学思维，引导学生运用所学的物理知识解释日常生活中的现象，提高学生的科学思维能力；在教学过程中，鼓励学生进行观察、实验和思考，培养学生的科学探究能力；同时，培养学生的合作意识，使其能够与他人共同探讨问题，并能够尊重他人的观点，培养良好的科学态度。学习者分析1.学生已经掌握了相关知识：学生在之前的学习中已经掌握了直线运动的基本概念，包括速度、加速度等物理量的定义，以及牛顿运动定律的相关内容。此外，学生已经在第四章学习了曲线运动的基本特点，包括圆周运动、平抛运动等。这些知识为本节课的学习奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中生对生活中的物理现象通常具有较强的好奇心，因此本节课通过联系实际生活中的圆周运动实例，能够激发学生的学习兴趣。学生在之前的学习中已经具备了一定的物理分析和解决问题的能力，能够运用所学的知识解释物理现象。在学习风格上，学生习惯于通过实验和观察来理解物理概念，因此在本节课中，应注重实验演示和现象观察，以帮助学生更好地理解圆周运动的特点。

3.学生可能遇到的困难和挑战：首先，学生可能对圆周运动的抽象概念理解起来有一定困难，需要通过具体的实例来加深认识。其次，学生可能对圆周运动中的向心力、线速度等概念之间的联系和区别把握不准，需要通过讲解和练习来巩固。此外，学生在将理论知识应用到实际生活中时，可能会遇到难以将物理概念与生活现象相结合的挑战，因此需要教师在教学过程中进行引导和启发。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验器材（如自行车、绳子、滑轮组等）、白板、黑板。

2.课程平台：人教版高中物理必修2教材、教学课件、相关视频资料。

3.信息化资源：网络搜索引擎、在线物理教育平台、物理学科论坛。

4.教学手段：讲授法、实验法、讨论法、案例分析法、问题驱动法。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《生活中的圆周运动》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过圆周运动的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索圆周运动的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解圆周运动的基本概念。圆周运动是物体在圆周路径上的运动。它是物理学中的基本概念之一，广泛应用于工程、航天、交通等领域。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了圆周运动在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调向心力和线速度这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与圆周运动相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示圆周运动的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“圆周运动在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了圆周运动的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对圆周运动的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。拓展与延伸1.推荐阅读：

-《物理学中的圆周运动与应用》（作者：张三）

-《圆周运动在工程中的应用》（作者：李四）

-《生活中的圆周运动现象解析》（作者：王五）

这些阅读材料将帮助学生更深入地了解圆周运动的相关知识，并将其应用于实际生活中。

2.课后探究：

-学生可以观察周围的物体，找出哪些是圆周运动，并尝试解释其工作原理。

-学生可以调查生活中利用圆周运动的实例，如自行车轮子、摩天轮等，并撰写调查报告。

-学生可以进行实验，如制作一个简单的圆周运动模型，观察并记录其运动特点。

-学生可以研究圆周运动的数学表达式和公式，了解其物理意义和应用。教学反思今天我讲授了《生活中的圆周运动》这一章节，通过实例分析和实践活动，学生们对圆周运动有了更深入的理解。在教学过程中，我注意到了以下几个方面的问题：

首先，学生们对圆周运动的概念理解存在一定的困难。在理论介绍环节，我虽然详细解释了圆周运动的特点和向心力的概念，但部分学生仍然感到困惑。为了改善这一点，我可以在今后的教学中更多地运用直观的图示和实际例子，帮助学生建立起清晰的圆周运动表象。

其次，在实践活动环节，学生们对于实验操作的技巧掌握不够熟练。在自行车轮子的实验中，有些学生没有正确理解实验目的和方法，导致实验结果不理想。今后，我可以提前指导学生进行实验操作的练习，确保他们能够更好地理解和掌握圆周运动的特点。

此外，在小组讨论环节，我注意到学生们在提出观点和进行交流时存在一定的障碍。部分学生过于内向，不敢表达自己的看法，而另一些学生则过于活跃，容易打断别人的发言。为了改善这一点，我可以在今后的教学中更多地采用小组合作的方式，鼓励每个学生积极参与讨论，并尊重他人的观点。

最后，在总结回顾环节，我发现学生们对于圆周运动在实际生活中的应用理解还不够深入。为了加强这一点，我可以在今后的教学中更多地结合生活实例进行讲解，帮助学生将理论知识与实际应用相结合。课堂1.课堂评价：

2.作业评价：

对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果，鼓励学生继续努力。在作业评价中，我会重点关注学生对圆周运动概念的理解、向心力的运用以及实际应用的掌握。对于作业中出现的问题，我会详细批注，并提出改进建议，以便学生能够及时纠正错误。同时，我会给予表现优秀的学生一定的表扬，以激发他们的学习积极性。

3.课后反馈：

与学生进行课后交流，了解他们对圆周运动的学习感受和困难。通过与学生的沟通，我可以了解到他们在学习圆周运动时遇到的问题，从而针对性地进行教学调整。同时，我还会鼓励学生提出建议，以改进我的教学方法，提高教学质量。

4.长期观察：

关注学生在后续学习中的表现，了解圆周运动知识在他们学习其他学科时的应用情况。通过长期观察，我可以评估学生对圆周运动知识的掌握程度，并判断他们在实际应用中的表现。这将有助于我调整教学策略，以更好地满足学生的学习需求。

5.家长沟通：

与家长保持良好沟通，了解学生在家庭环境中的学习情况，共同关注学生的成长。通过与家长的沟通，我可以了解到学生在家庭中的学习态度和行为，从而更好地指导他们在课堂上的学习。同时，家长的支持和配合将对学生的学习起到积极的推动作用。典型例题讲解例1：

问题：一辆小车以10m/s的速度沿水平路面匀速行驶，突然前方出现一个半径为2m的圆弧形障碍物，小车开始做圆周运动。求小车通过这个障碍物所需的时间。

解答：

小车做圆周运动时，向心力由摩擦力提供。根据牛顿第二定律，我们有F=m*a，其中F是摩擦力，m是小车的质量，a是加速度。

因为小车匀速行驶，所以加速度a=0，因此F=m*a=0，这意味着摩擦力为零。但由于小车要做圆周运动，所以向心力F_c=m*v^2/r必须不为零。

在这里，v是小车的速度，r是圆弧的半径。所以我们有F_c=m*v^2/r。

将已知数值代入，我们得到F_c=10^2/2=500N。因为摩擦力F=μ*F_N，其中μ是摩擦系数，F_N是正压力。

因为小车匀速行驶，所以F_N=m*g，其中g是重力加速度。代入数值，我们得到F_N=10*9.8=98N。

所以，摩擦力F=μ*F_N=μ*98N=0.8*98N=78.4N。

这个摩擦力提供了向心力，所以F=m*a，因此a=F/m=78.4/10=7.84m/s^2。

小车通过圆弧形障碍物所需的时间t可以用公式t=s/v计算，其中s是圆弧的长度。

因为小车做圆周运动，所以s=r*θ，其中θ是圆周运动的圆心角。

因为小车做完整的圆周运动，所以θ=2*π*r/r=2*π，代入数值，我们得到s=2*π*2=4πm。

将s代入t=s/v，我们得到t=4π/10=4π/10=0.4πs。

所以，小车通过这个障碍物所需的时间是0.4πs。

例2：

问题：一个物体以10m/s的速度绕一个半径为2m的圆周运动。求物体通过圆周运动所需的时间。

解答：

物体做圆周运动时，向心力由摩擦力提供。根据牛顿第二定律，我们有F=m*a，其中F是摩擦力，m是物体的质量，a是加速度。

因为物体匀速运动，所以加速度a=0，因此F=m*a=0，这意味着摩擦力为零。但由于物体要做圆周运动，所以向心力F_c=m*v^2/r必须不为零。

在这里，v是物体的速度，r是圆弧的半径。所以我们有F_c=m*v^2/r。

将已知数值代入，我们得到F_c=10^2/2=500N。因为摩擦力F=μ*F_N，其中μ是摩擦系数，F_N是正压力。

因为物体匀速运动，所以F_N=m*g，其中g是重力加速度。代入数值，我们得到F_N=10*9.8=98N。

所以，摩擦力F=μ*F_N=μ*98N=0.8*98N=78.4N。

这个摩擦力提供了向心力，所以F=m*a，因此a=F/m=78.4/10=7.84m/s^2。

物体通过圆周运动所需的时间t可以用公式t=s/v计算，其中s是圆弧的长度。

因为物体做圆周运动，所以s=r*θ，其中θ是圆周运动的圆心角。

因为物体做完整的圆周运动，所以θ=2*π*r/r=2*π，代入数值，我们得到s=2*π*2=4πm。

将s代入t=s/v，我们得到t=4π/10=4π/10=0.4πs。

所以，物体通过这个圆周运动所需的时间是0.4πs。板书设计1.重点知识点：圆周运动的定义、向心力的概念、圆周运动的数学表达式。

2.关键词：速度、加速度、半径、圆心角、向心力。

3.关键句：物体在圆周运动中，向心力由摩擦力提供；圆周运动的数学表达式为F=m*v^2/r。

4.艺术性和趣味性：