2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第六章 3 向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第六章3向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版必修2主備人備課成員設(shè)計(jì)意圖嗨，同學(xué)們！今天咱們要一起探索的是物理世界中的向心加速度。咱們都知道，物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向總是在不斷改變，這就需要有一種力來(lái)維持這種運(yùn)動(dòng)，這種力就是向心力。而我今天的設(shè)計(jì)意圖，就是幫助你們理解向心加速度的產(chǎn)生、大小和方向，讓你們?cè)趫A周運(yùn)動(dòng)的物理世界中找到自己的方向。咱們一起動(dòng)手，動(dòng)腦，感受物理的魅力吧！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)分析在本章節(jié)的教學(xué)中，我們旨在培養(yǎng)學(xué)生以下幾個(gè)方面的核心素養(yǎng)：

1.科學(xué)探究能力：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究向心加速度的原理，提高學(xué)生提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)的能力。

2.科學(xué)思維能力：引導(dǎo)學(xué)生理解向心加速度的數(shù)學(xué)表達(dá)式，培養(yǎng)邏輯推理和抽象思維能力。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：強(qiáng)調(diào)物理知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和對(duì)科學(xué)的尊重。

4.信息獲取與處理能力：引導(dǎo)學(xué)生從課本、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道獲取相關(guān)信息，學(xué)會(huì)信息篩選和處理。學(xué)情分析進(jìn)入高中物理的學(xué)習(xí)階段，學(xué)生們已經(jīng)具備了一定的物理基礎(chǔ)，對(duì)基本的力學(xué)概念有所了解。然而，面對(duì)向心加速度這一較為抽象的概念，學(xué)生們可能會(huì)遇到以下情況：

1.學(xué)生層次：班級(jí)中學(xué)生的物理基礎(chǔ)參差不齊，部分學(xué)生在初中階段對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的理解不夠深入，對(duì)向心加速度的概念較為陌生。

2.知識(shí)方面：學(xué)生們對(duì)速度、加速度等基本概念有一定了解，但對(duì)向心加速度的物理意義和數(shù)學(xué)表達(dá)式的理解可能存在困難。

3.能力方面：學(xué)生們?cè)诮鉀Q物理問(wèn)題時(shí)，往往能夠運(yùn)用已知的公式和定理，但在分析復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，可能缺乏抽象思維和邏輯推理能力。

4.素質(zhì)方面：部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能存在依賴(lài)心理，對(duì)自主探究和合作學(xué)習(xí)的積極性不高。

5.行為習(xí)慣：學(xué)生們?cè)谡n堂上的參與度參差不齊，有的學(xué)生能夠積極發(fā)言，有的學(xué)生則較為被動(dòng)。

這些學(xué)情特點(diǎn)對(duì)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定的影響，為了更好地適應(yīng)學(xué)生的需求，本節(jié)課將采用以下教學(xué)策略：

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)例分析，幫助學(xué)生理解向心加速度的物理意義。

-結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生掌握向心加速度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

-鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論，培養(yǎng)他們的抽象思維和邏輯推理能力。

-通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自主探究能力。

-關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行差異化教學(xué)。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)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-硬件資源：物理實(shí)驗(yàn)室（圓周運(yùn)動(dòng)裝置、計(jì)時(shí)器、速度傳感器）、投影儀、白板、黑板。

-軟件資源：物理教學(xué)軟件、多媒體課件、在線(xiàn)教育資源庫(kù)。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)、在線(xiàn)教育平臺(tái)（用于資源共享和作業(yè)提交）。

-信息化資源：視頻資料（圓周運(yùn)動(dòng)演示、向心加速度原理講解）、動(dòng)畫(huà)模擬（展示向心加速度方向變化）。

-教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)演示、小組討論、問(wèn)題解答、課堂互動(dòng)。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：

1.利用多媒體展示一些生活中常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，如旋轉(zhuǎn)的自行車(chē)輪、地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)等，引發(fā)學(xué)生思考這些運(yùn)動(dòng)背后的物理原理。

2.提問(wèn)：這些圓周運(yùn)動(dòng)中，物體受到哪些力的作用？這些力是如何影響物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的？

3.引入向心力的概念，引導(dǎo)學(xué)生思考向心力與向心加速度之間的關(guān)系。

二、新課講授（用時(shí)15分鐘）

1.向心加速度的定義

-利用動(dòng)畫(huà)演示物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向的變化，引導(dǎo)學(xué)生理解向心加速度的概念。

-舉例說(shuō)明向心加速度與切向加速度的區(qū)別，幫助學(xué)生區(qū)分兩者。

2.向心加速度的計(jì)算

-通過(guò)公式推導(dǎo)，講解向心加速度的數(shù)學(xué)表達(dá)式：a=v2/r。

-舉例計(jì)算不同圓周運(yùn)動(dòng)中的向心加速度，讓學(xué)生掌握公式的應(yīng)用。

3.向心加速度的方向

-分析向心加速度方向與圓心連線(xiàn)的夾角，講解其方向始終指向圓心的原因。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生直觀感受向心加速度方向的變化。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)15分鐘）

1.學(xué)生分組進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄不同半徑、速度下的向心加速度。

2.學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制向心加速度與速度、半徑的關(guān)系圖。

3.學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，如計(jì)算汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心加速度。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.向心加速度的物理意義

-舉例回答：向心加速度描述了物體在圓周運(yùn)動(dòng)中速度方向變化的快慢程度。

2.向心加速度的大小與哪些因素有關(guān)

-舉例回答：向心加速度的大小與物體的速度平方和圓周半徑成反比。

3.如何確定向心加速度的方向

-舉例回答：向心加速度的方向始終指向圓心，與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

內(nèi)容：

1.回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)向心加速度的定義、計(jì)算方法和方向。

2.分析本節(jié)課的重難點(diǎn)，如向心加速度方向的理解和公式的應(yīng)用。

3.布置課后作業(yè)，鞏固學(xué)生對(duì)向心加速度的掌握。

教學(xué)流程用時(shí)總計(jì)：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-物體在非均勻圓周運(yùn)動(dòng)中的向心加速度：探討當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑或速度不是恒定時(shí)，向心加速度如何變化。

-向心加速度在航天中的應(yīng)用：介紹衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時(shí)，向心加速度對(duì)衛(wèi)星軌道和穩(wěn)定性的影響。

-向心加速度在日常生活和工程技術(shù)中的實(shí)例：如洗衣機(jī)脫水、離心機(jī)分離物質(zhì)等。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)科普文章：推薦學(xué)生閱讀關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)和向心加速度的科普文章，如《圓周運(yùn)動(dòng)中的物理世界》等。

-觀看物理教學(xué)視頻：提供一些在線(xiàn)或?qū)W校圖書(shū)館中的物理教學(xué)視頻，如《向心加速度的動(dòng)畫(huà)演示》等，幫助學(xué)生直觀理解概念。

-參與物理實(shí)驗(yàn)：鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際操作加深對(duì)向心加速度的理解。

-制作物理模型：指導(dǎo)學(xué)生制作簡(jiǎn)單的物理模型，如旋轉(zhuǎn)木馬模型，通過(guò)模型來(lái)模擬圓周運(yùn)動(dòng)和向心加速度。

-分析實(shí)際案例：選取一些實(shí)際案例，如汽車(chē)轉(zhuǎn)彎、自行車(chē)騎行等，讓學(xué)生分析這些情境中的向心加速度。

-撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告：讓學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的觀察結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，提高學(xué)生的寫(xiě)作和總結(jié)能力。

-交流學(xué)習(xí)心得：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享各自的學(xué)習(xí)心得和發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)知識(shí)的交流和深化。典型例題講解例題1：

一輛汽車(chē)以20m/s的速度在半徑為50m的圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求汽車(chē)受到的向心力是多少？

答案：F=m*a_c=m*(v2/r)=m*(202/50)=8mN

例題2：

一個(gè)物體以5m/s2的向心加速度在半徑為0.5m的圓周軌道上運(yùn)動(dòng)，求物體的速度是多少？

答案：a_c=v2/r=>v=√(a_c*r)=√(5*0.5)=√2.5m/s

例題3：

一個(gè)衛(wèi)星在地球軌道上以7.9km/s的速度運(yùn)動(dòng)，軌道半徑約為6.4×10^6m，求衛(wèi)星受到的向心力是多少？

答案：F=m*a_c=m*(v2/r)=m*((7.9×10^3)2/(6.4×10^6))≈m*1.6×10^5N

例題4：

一輛自行車(chē)以10m/s的速度在半徑為5m的圓形彎道上行駛，若彎道對(duì)自行車(chē)的側(cè)向摩擦力為100N，求自行車(chē)受到的向心加速度是多少？

答案：F_c=F_s=100N=>a_c=F_c/m=100N/m

例題5：

一輛汽車(chē)在半徑為30m的圓形軌道上以30m/s的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若汽車(chē)的質(zhì)量為1500kg，求汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每秒所做的向心功是多少？

答案：W=F_c*d=F_c*(v*t)=m*a_c*v*t=m*(v2/r)*v*t=m*v3/t=m*v2*v/t=1500kg*(30m/s)2*30m/s/1s=4.5×10^6J/s

這些例題涵蓋了向心加速度的基本計(jì)算、向心力的求解、以及向心加速度在不同情境下的應(yīng)用。通過(guò)這些例題，學(xué)生可以更好地理解向心加速度的概念，并掌握其計(jì)算方法。在實(shí)際教學(xué)中，可以根據(jù)學(xué)生的掌握程度和課堂時(shí)間，選擇合適的例題進(jìn)行講解和練習(xí)。板書(shū)設(shè)計(jì)①向心加速度的定義

-向心加速度：物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，指向圓心的加速度。

-數(shù)學(xué)表達(dá)式：a_c=v2/r

②向心加速度的計(jì)算

-向心力公式：F_c=m*a_c=m*(v2/r)

-速度與半徑的關(guān)系：v=√(a_c*r)

③向心加速度的方向

-方向始終指向圓心。

-與圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直。

④向心加速度的應(yīng)用

-圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力。

-航天器軌道運(yùn)動(dòng)。

-日常生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。教學(xué)評(píng)價(jià)1.課堂評(píng)價(jià)：

-提問(wèn)：通過(guò)課堂提問(wèn)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)向心加速度概念的理解程度，以及是否能正確應(yīng)用公式進(jìn)行計(jì)算。

-觀察：觀察學(xué)生在課堂上的參與度、回答問(wèn)題的準(zhǔn)確性和積極性，評(píng)估學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果。

-小組討論：通過(guò)小組討論，觀察學(xué)生是否能夠合作交流，共同解決問(wèn)題，以及是否能夠準(zhǔn)確表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

-實(shí)驗(yàn)操作：觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作技能和數(shù)據(jù)分析能力，評(píng)估學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

-課堂測(cè)試：定期進(jìn)行課堂小測(cè)驗(yàn)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)向心加速度知識(shí)的掌握程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)：

-認(rèn)真批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行仔細(xì)批改，確保每一道題都得到了正確的解答。

-點(diǎn)評(píng)反饋：在批改作業(yè)時(shí)，不僅給出正確答案，還要對(duì)學(xué)生的解題思路、步驟進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出錯(cuò)誤的原因和改進(jìn)方法。

-及時(shí)反饋：作業(yè)批改后及時(shí)反饋給學(xué)生，讓他們了解自己的學(xué)習(xí)狀況，以便及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略。

-鼓勵(lì)進(jìn)步：在評(píng)價(jià)中注重鼓勵(lì)學(xué)生的進(jìn)步，對(duì)于有進(jìn)步的學(xué)生給予肯定和表?yè)P(yáng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

-針對(duì)性輔導(dǎo)：根據(jù)作業(yè)中的錯(cuò)誤，進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)難點(diǎn)。