优秀教案系列
第六章圆周运动
教材分析
教材分析
本章是必修第二册的第六章。在第五章中,学生重点学习了抛体运动,掌握了这种典型的匀变速曲线运动的描述方法,通过科学实验和科学推理对这种运动的规律作了进一步学习。曲线运动还有一种普遍的形式,像时钟指针的转动、轮胎的转动、游乐场摩天轮的转动等,这就是“圆周运动”。
学生在学习直线运动时,先建立物理学的概念之间的关系,用以描述运动的性质,再研究这种运动的受力和初速度的关系,最后再去理解牛顿运动定律对运动的分析和应用,也就是解决为什么这样运动的问题。圆周运动,也是遵循这样的研究思路,从概念到规律再到应用,不仅要求学生掌握描述圆周运动的物理量及其规律,同时要用牛顿运动定律对相关的问题进行分析。实际上,本章是运动学和动力学知识在曲线运动问题上的进一步应用,是学生所学运动学和动力学知识的拓展和延伸,是学生对运动观念和相互作用观念逐步深入的过程。结合生活中多样的情境问题,通过科学思维和科学探究方法,探索圆周运动的规律,以及这些规律在生产生活和科学技术中的应用,实现科学态度与责任的素养目标培养。本章针对必修第一册拓展具体内容用以下方框表示:
必修第一册必修第二册
第一章学习用时间、位移、速度、加速度等物理量来描述直线运动。第六章学习用线速度、角速度、周期和向心加速度等物理量来描述圆周运动。
第二章学习匀变速直线运动几个物理量之间的相互关系。第六章学习描述圆周运动的几个物理量之间的相互关系。
第三章学习重力、弹力、摩擦力的基本知识、力的合成和分解所遵循的平行四边形定则。第六章根据力的效果学习向心力的基本知识。
第四章学习牛顿运动定律的知识,理解合力和加速度关系,会应用牛顿第二定律解决匀变速直线运动的问题。第六章用牛顿第二定律分析向心力,认识向心力和向心加速度的关系,用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题。
本章教材大体继承了以往教材关于圆周运动部分的整体结构,只有个别地方作了调整。首先,根据教学的实际需要把向心力调整到了向心加速度之前,降低了学习的难度,易于学生的接受。其次,为了增加情境化体验还增加“探究向心力大小的表达式”演示实验。关于向心加速度,新版教材根据牛顿第二定律,从“由力推知加速度”的思路完成了向心加速度概念的建立和探讨,为后续研究生活中的圆周运动筑牢理论基础,也加深了学生用相互作用观念看世界的认识。
学情分析
学情分析
探索描述物理现象的物理量总是和生活实际紧密相连的,即物理来源于生活,而又不停留于生活中的事物的表象,物理研究的是事物的本质。高中阶段是培养学生抽象思维能力和实验探究能力的重要时期,高一学生已经开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡、从现象到本质的追寻。
生活中有许多圆周运动的情境问题,高一学生好奇心强,具有较强的探究欲望,并且已经学过直线运动相关概念和规律,也具备了一定的数学基础。在学习了直线运动、匀变速曲线运动后,学生开始接触匀速圆周运动这一“简单、和谐又普遍”的运动形式,还是有基础的。但是,由于描述匀速圆周运动快慢的物理量比较多,概念之间的关系也多,在教学中教师可以帮助学生对比直线运动的几个物理量,并帮助学生建立起清晰的结构。关于向心力和向心加速度,新教材调整了顺序,更适合大多数学生掌握,从动力学角度学习,有助于完善“运动与相互作用”的物理观念。对于学有余力的同学可以通过“拓展学习”这个栏目进一步提升对向心加速度的认识。生活中的圆周运动内容丰富,学生乐于接受,在学习中注意创设真实的生活情境,增强学生的感性认识。学生常误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体另外受到的力,这种看法是错误的。建议通过多分析实例,先分析物体的受力,正确确定向心力的来源,再依据牛顿第二定律这一普遍的规律分析和计算。
重点难点
重点难点
本章学习的是曲线运动中的一种典型运动——圆周运动。第一节介绍圆周运动线速度、角速度等描述圆周运动的基本物理量,是本章的研究基础,难度适中。第二节和第三节学习向心力和向心加速度,这是圆周运动的重要概念,两者又存在相互关联的规律,是本章重点也是难点,教学中让学生逐渐认识向心力是效果力,体会它的动力学意义。第四节生活中的圆周运动是应用课,实例丰富又与实际生活贴近,通过分析和计算,让学生能熟练运用牛顿第二定律来解决圆周运动的动力学问题,也是本章的重点。
课时安排
课时安排
第1节圆周运动
1课时
第2节向心力
1课时
第3节向心加速度
1课时
第4节生活中的圆周运动
2课时
第1节圆周运动
教学分析
教学分析
教学目标