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：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：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。

-分析水平面内的圆周运动时，需要考虑物体在圆周上的受力平衡。

4.竖直面内的圆周运动

-竖直面内的圆周运动中，物体在不同位置的受力情况不同，特别是在最高点和最低点。

-最高点的受力分析：重力向下，向心力也向下，需要张力或速度提供足够的向心力。

-最低点的受力分析：重力向下，张力向上，向心力由重力和张力的合力提供。

5.竖直面内圆周运动的临界条件

-临界速度：在竖直面内，物体在最高点时速度达到最小值但不为零，以保持圆周运动的连续性。

-临界分析：通过力的平衡计算，确定物体在最高点的最小速度。

6.圆周运动与牛顿运动定律

-圆周运动中的加速度是向心加速度，方向始终指向圆心。

-牛顿第二定律在圆周运动中的应用：通过向心加速度和物体质量，求解向心力的大小。

7.圆周运动的实际应用

-分析地球绕太阳的运动，理解向心力在维持行星运动中的作用。

-讨论汽车在圆形跑道上行驶时，如何通过向心加速度来控制车速和转向。

8.圆周运动的解题技巧

-确定圆周运动的半径和速度，是解决圆周运动问题的关键。

-分析物体在圆周运动中的受力情况，正确应用向心力公式。

-在竖直面内圆周运动中，特别关注最高点和最低点的受力分析。七、教学反思与改进在教学“水平面内和竖直面内的圆周运动”这一节课后，我进行了深入的反思，以期评估教学效果并发现需要改进的地方。

首先，我发现学生在理解向心力的概念上存在一定的困难。尽管我在课堂上通过多个实例和实验来解释向心力，但仍有部分学生不能完全理解向心力始终指向圆心的原理。未来，我计划通过更加直观的教学手段，比如使用动态模拟软件，来帮助学生形象地理解向心力的方向和作用。

其次，我在互动探究环节中发现，部分学生对圆周运动中的速度和加速度的关系理解不够深刻。在未来的教学中，我会增加一些互动性的练习题，让学生在课堂上即时应用所学知识，比如通过小组讨论来分析不同圆周运动情境下的速度和加速度变化。

此外，我在巩固练习环节观察到，一些学生在解决具体问题时，不能正确地应用向心力公式。我意识到，这可能是因为我在讲解公式时没有足够强调其应用条件。因此，我计划在未来的教学中，更加详细地解释公式的适用场景，并通过实际案例让学生练习如何正确应用公式。

在设计反思活动方面，我打算采取以下措施：

-课后与学生进行交流，收集他们对课堂内容的理解和建议。

-在下一堂课前，通过小测验的形式，检查学生对上节课内容的掌握情况。

-定期组织小组讨论，让学生分享他们在学习圆周运动时的困难和突破方法。

针对以上反思，我制定了以下改进措施：

-利用多媒体教学资源，如动画和视频，来增强学生对圆周运动直观感受。

-在课堂上增加更多实际案例的分析，让学生能够将理论知识与实际情境相结合。

-加强对学生的个别辅导，特别是对理解有困难的学生，提供额外的解释和练习机会。

-在课程结束时，进行总结性评价，确保学生对圆周运动的核心概念有清晰的认识。八、教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上的表现整体积极，能够跟随教学进度思考和回答问题。在讲解圆周运动的基本概念时，大多数学生能够理解线速度和角速度的定义，但在涉及到向心力的计算时，部分学生显得有些迷茫。我注意到，当使用实验装置展示圆周运动时，学生的兴趣和参与度明显提高。

2.小组讨论成果展示：小组讨论环节中，学生们能够积极参与，就圆周运动中的受力情况和向心力的来源进行探讨。在成果展示时，各小组能够清晰地表达自己的观点，但也有部分小组在分析问题时缺乏深度，未能充分运用所学知识。

3.随堂测试：随堂测试结果显示，学生对圆周运动的基本概念掌握较好，但在解决具体问题时，如计算向心力或分析竖直面内圆周运动的受力情况，正确率有所下降。这表明学生在理论应用到实际问题时还存在一定的困难。

4.课后作业反馈：课后作业收上来后，我发现大多数学生能够独立完成，但部分学生在解题过程中对公式运用不够熟练，对问题分析不够深入。我将这些情况记录下来，以便在未来的教学中进行针对性的辅导