【核心素养】5.1 曲线运动 教学设计 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

【核心素养】5.1曲线运动教学设计2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）【核心素养】5.1曲线运动教学设计2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册课程基本信息1.课程名称：物理必修第二册——5.1曲线运动

2.教学年级和班级：2023-2024学年高一下学期，高一（1）班

3.授课时间：2023年5月15日，第3节课

4.教学时数：1课时

本节课主要围绕曲线运动的基本概念、特点和分类进行讲解，使学生了解物体做曲线运动的条件，掌握曲线运动的描述方法和相关公式，为后续学习打下基础。核心素养目标1.科学思维：培养学生运用物理知识分析曲线运动的能力，提高抽象思维和逻辑推理能力。

2.科学探究：通过实验观察和数据分析，探究曲线运动的规律，提升学生的实验操作能力和科学探究素养。

3.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心，培养其严谨的科学态度和勇于探索未知领域的责任意识。学习者分析1.学生已经掌握了初中学段的基础物理知识，如直线运动的基本概念、牛顿运动定律等，对速度、加速度等物理量有了初步的理解。此外，学生已具备基础的数学知识，能够进行简单的函数运算和图像分析。

2.学生对物理学科具有一定的兴趣，尤其是对有趣的物理现象充满好奇心。在学习能力上，学生具备了一定的逻辑思维和抽象思维能力，能够通过实验和观察来理解物理规律。学生的学习风格多样，有的偏好理论学习，有的偏好实践操作。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：

-对曲线运动的理解可能存在误区，难以区分曲线运动与直线运动的区别。

-在运用数学工具描述曲线运动时，可能会遇到数学基础薄弱导致的困难。

-在实验观察和分析过程中，可能会因为实验操作的熟练度不够或数据分析能力不足而影响学习效果。

-理论与实践结合的过程中，可能难以将抽象的物理概念与实际现象联系起来。教学资源-教科书《物理必修第二册》（人教版2019）

-多媒体教学设备（投影仪、电脑）

-实验器材（如小车、斜面、计时器、刻度尺等）

-物理实验室

-教学PPT

-物理学科相关软件（如物理仿真软件）

-线上教学平台（用于远程教学或课后辅导）教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对曲线运动的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

-开场提问：“同学们，你们在生活中观察到过物体沿着曲线运动的现象吗？这些现象背后有什么物理规律呢？”

-展示一些关于曲线运动的图片或视频片段，如地球绕太阳的公转、投掷物体的运动轨迹等，让学生初步感受曲线运动的魅力。

-简短介绍曲线运动的基本概念，如什么是曲线运动、曲线运动的特点等，为接下来的学习打下基础。

2.曲线运动基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解曲线运动的基本概念、组成部分和原理。

过程：

-讲解曲线运动的定义，包括其主要特征，如轨迹为曲线、速度方向时刻变化等。

-介绍曲线运动的分类，如圆周运动、抛物线运动等，并使用示意图帮助学生理解。

-通过实例或案例，如水平抛射运动，让学生更好地理解曲线运动的实际应用或作用。

3.曲线运动案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解曲线运动的特性和重要性。

过程：

-选择几个典型的曲线运动案例进行分析，如地球卫星的轨道运动、运动员投掷铅球的运动轨迹等。

-详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解曲线运动的多样性或复杂性。

-引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用曲线运动的知识解决实际问题。

-小组讨论：让学生分组讨论曲线运动在未来科技发展或体育运动中的应用，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

-将学生分成若干小组，每组选择一个与曲线运动相关的主题进行深入讨论，如圆周运动的向心力、抛物线运动的轨迹方程等。

-小组内讨论该主题的物理原理、数学表达以及实际应用。

-每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对曲线运动的认识和理解。

过程：

-各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的物理原理、数学表达以及实际应用。

-其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

-教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调曲线运动的重要性和意义。

过程：

-简要回顾本节课的学习内容，包括曲线运动的基本概念、分类、案例分析等。

-强调曲线运动在现实生活或学习中的价值和作用，如科技发展、体育运动等领域。

-布置课后作业：让学生撰写一篇关于曲线运动在某一领域应用的小论文或报告，以巩固学习效果。教学资源拓展1.拓展资源：

-相关物理学家的生平介绍：如伽利略、牛顿等对曲线运动研究的贡献。

-曲线运动在科技发展中的应用案例：如宇宙飞行器的轨道设计、卫星通信等。

-数学工具在描述曲线运动中的应用：如极坐标、参数方程等数学方法。

-实际生活中的曲线运动现象：如体育运动中的投掷、跳跃等动作分析。

-曲线运动的虚拟实验资源：利用计算机软件模拟不同的曲线运动，观察和分析运动轨迹和动力学特性。

2.拓展建议：

-阅读物理学史相关资料，了解曲线运动理论的发展历程，加深对物理学的认识。

-观看科普视频，如天文卫星的发射和轨道运行，增强对曲线运动应用的理解。

-进行数学拓展学习，掌握极坐标和参数方程在描述曲线运动中的应用，提高数学处理问题的能力。

-参与体育活动，观察和分析运动员在投掷、跳跃等项目中曲线运动的特点和技巧。

-利用物理学科软件，如Phyphox等，进行曲线运动的仿真实验，通过调整参数观察不同条件下的曲线运动轨迹。

-参与科学探究活动，设计实验来研究曲线运动，如利用小车和斜面实验来模拟曲线运动，收集数据进行分析。

-鼓励学生参与科技竞赛，如物理知识竞赛、科技创新大赛等，将课堂所学知识应用于实际问题的解决中。

-定期组织学术讨论会，让学生分享自己的学习心得和拓展成果，促进知识的交流与深化。

-建议学生阅读相关的科普书籍和学术文章，以拓宽知识面，加深对曲线运动及相关物理现象的理解。反思改进措施（一）教学特色创新

1.在导入环节，我尝试通过生活中的实例来引起学生的兴趣，比如通过播放运动员投掷项目的视频，让学生直观感受曲线运动的特点，这样的实践证明能够有效激发学生的学习兴趣。

2.在案例分析环节，我引入了小组讨论的方式，让学生们合作探讨曲线运动在不同领域的应用，这不仅提高了学生的参与度，也锻炼了他们的团队合作能力和创新思维。

（二）存在主要问题

1.教学过程中，我发现部分学生对曲线运动的理解仍然停留在表面，对一些复杂概念的理解不够深入。

2.在小组讨论环节，部分学生参与度不高，讨论的效果不如预期，可能是因为讨论主题设置不够贴近学生实际或学生分组不够合理。

3.课堂评价方面，我发现评价方式较为单一，主要依赖学生的课堂表现和作业完成情况，未能充分体现学生的综合能力。

（三）改进措施

1.为了让学生更深入地理解曲线运动，我计划在教学中增加更多实例和实验，让学生通过实际操作来探究曲线运动的规律，从而加深理解。

2.我将对小组讨论环节进行优化，确保讨论主题既有挑战性又贴近学生实际，同时调整分组策略，让每个学生都能积极参与讨论。

3.在评价方面，我将采用多元化的评价方式，除了传统的考试和作业，还会加入实验报告、小组讨论表现、课堂提问等方面的评价，以更全面地反映学生的学习情况。课后作业1.请描述物体做曲线运动的条件，并举例说明。

答案：物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上。例如，当一个小球从斜面上滚下时，由于重力和斜面支持力的合力方向与小球的速度方向不一致，小球会沿着曲线轨迹滚动。

2.解释什么是向心力，并推导出向心力公式。

答案：向心力是指使物体沿圆周运动的力，它的方向始终指向圆心。向心力公式为Fc=mv^2/r，其中m是物体质量，v是物体速度，r是圆周半径。

3.一个物体以初速度v0从水平地面抛出，不计空气阻力，请写出物体运动轨迹的方程，并解释各变量的含义。

答案：物体运动轨迹的方程为y=xtan(θ)-(gx^2)/(2(v0cos(θ))^2)，其中y是物体在竖直方向的位移，x是物体在水平方向的位移，θ是抛射角，g是重力加速度，v0是初速度。

4.请计算一个质量为2kg的物体在半径为3m的圆周上以4m/s的速度运动时所需的向心力。

答案：向心力Fc=mv^2/r=2kg*(4m/s)^2/3m=10.67N。

5.一个物体从高度h=5m处水平抛出，初速度v0=10m/s，不计空气阻力，请计算物体落地时的速度和落地时间。

答案：落地时间t=(2h/g)^0.5=(2*5m/9.8m/s^2)^0.5≈1.02s。落地时竖直方向的速度vy=g*t=9.8m/s^2*1.02s≈10m/s。落地时的总速度v=√(v0^2+vy^2)=√(10m/s)^2+(10m/s)^2)≈14.14m/s。落地时的速度方向可以通过vy/v0计算得到，即arctan(vy/v0)≈arctan(1)≈45°。内容逻辑关系①曲线运动的基本概念

-重点知识点：曲线运动的定义、曲线运动的分类

-重点词：轨迹、速度变化、向心力

-重点句：物体做