第六章 專(zhuān)題 水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)及其臨界問(wèn)題 集體備課說(shuō)課稿 -2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第六章專(zhuān)題水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)及其臨界問(wèn)題集體備課說(shuō)課稿-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)主備人備課成員設(shè)計(jì)思路結(jié)合2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)教材，本章節(jié)旨在讓學(xué)生掌握水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念、特點(diǎn)及其臨界問(wèn)題。設(shè)計(jì)思路如下：

1.通過(guò)引入生活中的實(shí)例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引出圓周運(yùn)動(dòng)的概念。

2.利用實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生直觀(guān)感受圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察、思考、總結(jié)。

3.分析圓周運(yùn)動(dòng)的力學(xué)原理，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，讓學(xué)生理解圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力、向心加速度等概念。

4.通過(guò)例題講解，讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決圓周運(yùn)動(dòng)及其臨界問(wèn)題的方法。

5.安排課堂練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

6.組織小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)，拓展知識(shí)面。

教學(xué)內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，注重實(shí)用性，符合高一年級(jí)的知識(shí)深度。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和批判性思維。

2.科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和問(wèn)題解決，提升學(xué)生觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)、推理和驗(yàn)證的科學(xué)探究能力。

3.物理觀(guān)念：幫助學(xué)生建立正確的物理觀(guān)念，理解圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力、向心加速度等概念，并將其與牛頓運(yùn)動(dòng)定律聯(lián)系起來(lái)。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)其求真務(wù)實(shí)、勇于探索的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和基本的力學(xué)概念，具備了解決直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的能力。此外，學(xué)生還接觸過(guò)一些簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，如地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)可能存在一定的好奇心，尤其是在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如旋轉(zhuǎn)木馬、摩天輪等。他們?cè)谶壿嬎季S和數(shù)學(xué)計(jì)算方面有一定的能力，但可能在物理概念的理解上存在差異。學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的偏好實(shí)驗(yàn)操作，有的喜歡理論推導(dǎo)，還有的通過(guò)實(shí)際問(wèn)題解決來(lái)學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生可能對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力概念理解不深，難以將其與牛頓運(yùn)動(dòng)定律聯(lián)系起來(lái)。此外，解決圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題需要較強(qiáng)的數(shù)學(xué)計(jì)算能力和邏輯思維能力，學(xué)生可能會(huì)在公式應(yīng)用和問(wèn)題分析上遇到困難。同時(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析也可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)步驟師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念、原理及臨界問(wèn)題的解決方法，確保學(xué)生理解基礎(chǔ)理論。

2.討論法：組織學(xué)生針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行小組討論，促進(jìn)思維碰撞，提高分析問(wèn)題的能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生直觀(guān)感受圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，增強(qiáng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：使用PPT展示動(dòng)態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程，增強(qiáng)視覺(jué)效果，輔助講解復(fù)雜概念。

2.教學(xué)軟件：利用物理模擬軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中操作實(shí)驗(yàn)，提高互動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：整合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，提供額外的學(xué)習(xí)材料和習(xí)題，幫助學(xué)生拓展知識(shí)面和自我練習(xí)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們?cè)谏钪杏袥](méi)有見(jiàn)過(guò)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象？比如旋轉(zhuǎn)木馬、車(chē)輪等?！?/p>

展示一些關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的圖片或視頻片段，如地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)、自行車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生初步感受圓周運(yùn)動(dòng)的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念和其在物理學(xué)中的重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.圓周運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解圓周運(yùn)動(dòng)的定義，包括其主要特征，如速度、加速度和向心力。

詳細(xì)介紹圓周運(yùn)動(dòng)的組成部分或功能，使用示意圖幫助學(xué)生理解向心力、向心加速度等概念。

3.圓周運(yùn)動(dòng)案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解圓周運(yùn)動(dòng)的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的圓周運(yùn)動(dòng)案例進(jìn)行分析，如衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)、汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)動(dòng)。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解圓周運(yùn)動(dòng)的多樣性和復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論圓周運(yùn)動(dòng)在科技發(fā)展中的應(yīng)用和未來(lái)可能的改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如圓周運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性、臨界問(wèn)題等。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)圓周運(yùn)動(dòng)的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)圓周運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫(xiě)一篇關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。知識(shí)點(diǎn)梳理1.圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念

-定義：圓周運(yùn)動(dòng)是指物體沿著圓周軌跡運(yùn)動(dòng)。

-分類(lèi)：根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡的不同，圓周運(yùn)動(dòng)分為水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和空間內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。

2.圓周運(yùn)動(dòng)的基本參數(shù)

-角速度（ω）：描述物體在圓周運(yùn)動(dòng)中角度變化的速度，單位為弧度每秒（rad/s）。

-線(xiàn)速度（v）：描述物體在圓周運(yùn)動(dòng)中沿著圓周軌跡運(yùn)動(dòng)的速度，單位為米每秒（m/s）。

-周期（T）：物體完成一次圓周運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間，單位為秒（s）。

-頻率（f）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體完成圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，單位為赫茲（Hz）。

3.向心力與向心加速度

-向心力（Fc）：使物體沿圓周運(yùn)動(dòng)的力，方向指向圓心。

-向心加速度（ac）：物體在圓周運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的加速度，方向也指向圓心。

-向心力與向心加速度的關(guān)系：Fc=m*ac，其中m為物體的質(zhì)量。

4.圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程

-向心力方程：Fc=m*v^2/r，其中r為圓的半徑。

-向心加速度方程：ac=v^2/r。

5.圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題

-臨界速度：物體在圓周運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)向心力等于重力時(shí)，物體將脫離圓周軌跡，此時(shí)的速度稱(chēng)為臨界速度。

-臨界半徑：物體在圓周運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)向心力等于重力時(shí)，物體將脫離圓周軌跡，此時(shí)的圓周半徑稱(chēng)為臨界半徑。

6.水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)

-水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是指物體在水平面內(nèi)進(jìn)行的圓周運(yùn)動(dòng)。

-水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)受到重力、摩擦力等影響，需要考慮這些力的合力對(duì)物體的作用。

7.實(shí)際案例分析

-衛(wèi)星繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)：分析衛(wèi)星的軌道、速度、周期等參數(shù)，了解衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

-汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的圓周運(yùn)動(dòng)：分析汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度、半徑、向心力等參數(shù)，了解汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的安全性。

8.圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用

-圓周運(yùn)動(dòng)在科技、工程、生活等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如鐘表的擺動(dòng)、電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)、游樂(lè)設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)等。

9.實(shí)驗(yàn)與探究

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)參數(shù)，如角速度、線(xiàn)速度、周期等，驗(yàn)證圓周運(yùn)動(dòng)的理論。

-探究圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題，如在不同半徑和速度下，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

10.知識(shí)拓展

-了解圓周運(yùn)動(dòng)在科學(xué)研究中的應(yīng)用，如天體物理學(xué)中的行星運(yùn)動(dòng)、量子力學(xué)中的電子軌道等。

-探索圓周運(yùn)動(dòng)與其他物理概念的聯(lián)系，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量守恒定律等。板書(shū)設(shè)計(jì)1.圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念及參數(shù)

①圓周運(yùn)動(dòng)的定義

②角速度（ω）的定義及單位

③線(xiàn)速度（v）的定義及單位

④周期（T）的定義及單位

⑤頻率（f）的定義及單位

2.向心力與向心加速度

①向心力的定義及公式（Fc=m*v^2/r）

②向心加速度的定義及公式（ac=v^2/r）

③向心力與向心加速度的關(guān)系

3.圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題

①臨界速度的定義

②臨界半徑的定義