2024-2025學年高中物理第二章勻速圓周運動2勻速圓周運動的向心力和向心加速度教學實錄1教科版必修2科目授課時間節次--年—月—日（星期——）第—節指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節名稱）2024-2025學年高中物理第二章勻速圓周運動2勻速圓周運動的向心力和向心加速度教學實錄1教科版必修2教材分析2024-2025學年高中物理第二章“勻速圓周運動”中“2.勻速圓周運動的向心力和向心加速度”的教學實錄，以教科版必修2教材為基礎，緊密圍繞勻速圓周運動的基本概念、向心力及向心加速度的計算公式和物理意義展開，旨在讓學生理解勻速圓周運動中的受力情況，掌握相關公式，并能運用所學知識解決實際問題。核心素養目標1.理解勻速圓周運動的性質，培養學生抽象思維能力。

2.掌握向心力、向心加速度的計算公式，提高學生數學建模能力。

3.通過分析實際問題，提升學生運用物理知識解決實際問題的能力。

4.強化科學探究意識，培養學生嚴謹的科學研究態度。學習者分析1.學生已經掌握的知識：學生在之前的學習中已經學習了基本的力學知識，包括牛頓運動定律和力的合成等，這為理解勻速圓周運動的向心力和向心加速度提供了基礎。

2.學習興趣、能力和學習風格：高中學生對物理學科通常持有較高的興趣，尤其是在探索自然規律方面。他們的能力水平參差不齊，部分學生可能在數學和物理的抽象思維能力上有所欠缺。學習風格上，有的學生偏好通過實驗觀察來理解物理現象，而有的學生則更傾向于通過數學推導來掌握概念。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：學生在理解勻速圓周運動的向心力和向心加速度時可能遇到的困難包括：對圓周運動的幾何和動力學關系理解不足，難以將抽象的物理概念與具體的數學表達式聯系起來；在解決實際問題時，可能難以將理論應用于復雜情境中；此外，學生可能對向心力方向和向心加速度方向的理解存在混淆。教學方法與策略1.采用講授法結合實例分析，幫助學生理解向心力和向心加速度的概念。

2.通過小組討論，引導學生運用牛頓第二定律推導向心加速度公式。

3.設計實驗活動，讓學生通過實際操作體驗向心力的作用。

4.利用多媒體展示勻速圓周運動的動畫，幫助學生直觀理解運動過程。

5.安排角色扮演，讓學生模擬物理學家解決問題，提高學習興趣和參與度。教學過程設計一、導入環節（5分鐘）

1.創設情境：播放一段關于汽車在圓形跑道上的勻速行駛的視頻，引導學生觀察車輛的運動軌跡。

2.提出問題：汽車在圓形跑道上行駛時，受到哪些力的作用？這些力的方向如何？

3.學生回答：重力、支持力和向心力，向心力指向圓心。

4.引入新課：今天我們將探討勻速圓周運動中的向心力和向心加速度。

二、講授新課（20分鐘）

1.向心力概念：介紹向心力的定義，強調其方向始終指向圓心。

2.向心力計算：講解向心力的計算公式，結合實例進行推導。

3.向心加速度概念：介紹向心加速度的定義，強調其方向與向心力方向相同。

4.向心加速度計算：講解向心加速度的計算公式，結合實例進行推導。

5.牛頓第二定律應用：引導學生運用牛頓第二定律，推導出向心加速度與向心力的關系。

6.學生互動：提問學生關于向心力和向心加速度的問題，鼓勵學生積極參與討論。

三、鞏固練習（10分鐘）

1.練習一：計算汽車在圓形跑道上的向心力和向心加速度。

2.練習二：分析自行車在轉彎時的受力情況，計算向心力和向心加速度。

3.學生展示：請部分學生展示解題過程，教師點評并糾正錯誤。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問一：向心力和向心加速度有何區別？

2.提問二：如何判斷物體是否做勻速圓周運動？

3.學生回答：向心力始終指向圓心，向心加速度方向與向心力方向相同。

五、師生互動環節（5分鐘）

1.教師提問：在勻速圓周運動中，向心力與速度有何關系？

2.學生回答：向心力與速度的平方成正比。

3.教師提問：向心加速度與速度有何關系？

4.學生回答：向心加速度與速度的平方成正比。

5.教師總結：向心力和向心加速度都與速度的平方成正比。

六、核心素養拓展（5分鐘）

1.引導學生思考：勻速圓周運動在生活中的應用有哪些？

2.學生討論：汽車在轉彎、地球繞太陽公轉等。

3.教師總結：勻速圓周運動在自然界和生活中有著廣泛的應用。

七、總結與作業布置（5分鐘）

1.總結：回顧本節課所學內容，強調向心力和向心加速度的重要性。

2.作業布置：完成課后習題，鞏固所學知識。

教學時間總計：45分鐘學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.理解勻速圓周運動的基本概念：通過本節課的學習，學生能夠清晰地理解勻速圓周運動的定義，認識到物體在做勻速圓周運動時，速度大小不變，但方向不斷變化，因此存在加速度，即向心加速度。

2.掌握向心力和向心加速度的計算：學生能夠運用向心力和向心加速度的計算公式，根據物體的速度、半徑和質量等參數，計算出物體在勻速圓周運動中所需的向心力和向心加速度。

3.應用牛頓第二定律解決實際問題：學生通過推導向心力和向心加速度的關系，加深了對牛頓第二定律的理解，能夠將這一基本物理定律應用于解決勻速圓周運動中的實際問題。

4.提高數學建模能力：在推導和計算過程中，學生運用了數學工具，如三角函數和微積分，提高了數學建模能力，能夠將物理現象轉化為數學模型。

5.增強實驗操作能力：通過設計實驗活動，學生學會了如何設置實驗、觀察現象、記錄數據和分析結果，增強了實驗操作能力。

6.培養科學探究精神：學生在探究向心力和向心加速度的過程中，培養了提出假設、設計實驗、分析數據和得出結論的科學探究精神。

7.提升解決問題的能力：學生能夠運用所學知識解決生活中的實際問題，如計算汽車轉彎時的安全速度、分析地球繞太陽公轉的向心力等。

8.加強學科間的聯系：學生通過學習勻速圓周運動，認識到物理與其他學科（如數學、化學）之間的聯系，提高了跨學科學習能力。

9.增強學習興趣和積極性：通過課堂互動、實驗操作和實際問題解決，學生的學習興趣得到激發，學習積極性顯著提高。

10.培養良好的學習習慣：學生在學習過程中，養成了認真聽講、積極思考、主動提問和及時復習的良好學習習慣。板書設計①勻速圓周運動的基本概念

-定義：物體沿圓周路徑以恒定速度運動

-特點：速度大小不變，方向不斷變化

-必要條件：存在向心力，指向圓心

②向心力

-定義：使物體做勻速圓周運動的力

-公式：\(F_c=\frac{mv^2}{r}\)

-單位：牛頓（N）

③向心加速度

-定義：勻速圓周運動中的加速度

-公式：\(a_c=\frac{v^2}{r}\)

-單位：米/秒2（m/s2）

④牛頓第二定律在勻速圓周運動中的應用

-公式：\(F=ma\)

-向心力與向心加速度的關系：\(F_c=m\cdota_c\)

⑤實際應用

-汽車轉彎時的向心力

-地球繞太陽公轉的向心力

-轉盤上的物體受力分析

⑥注意事項

-向心力不是指向圓心的力，而是導致物體加速度指向圓心的合力

-向心加速度的方向始終指向圓心，與速度方向垂直課后拓展1.拓展內容：

-閱讀材料：《物理學史上的勻速圓周運動研究》

該材料介紹了勻速圓周運動在物理學史上的重要地位，以及歷史上科學家們對這一運動的研究過程和方法，有助于學生了解物理學的發展歷程。

-視頻資源：《圓周運動的向心力和向心加速度》

該視頻通過動畫和實例，直觀地展示了勻速圓周運動中的向心力和向心加速度，以及它們在生活中的應用，如地球繞太陽公轉、衛星的軌道運動等。

2.拓展要求：

-學生在課后閱讀上述材料，了解勻速圓周運動在物理學研究中的地位和意義。

-觀看視頻資源，結合課堂所學，思考向心力和向心加速度在生活中的具體應用場景。

-鼓勵學生撰寫一篇短文，概述勻速圓周運動的基本概念，并舉例說明其在實際生活中的應用。

-教師可以組織學生進行小組討論，分享各自的學習心得和發現，促進知識的交流與碰撞。

-對于有疑問的學生，教師應在課后提供必要的指導和幫助，如推薦進一步的閱讀材料、解答學生的疑問等。

-學生可以通過實驗探究，設計簡單的實驗來驗證向心力和向心加速度的計算公式，如利用旋轉的圓盤和重物來測量向心力。

-鼓勵學生思考如何將勻速圓周運動的知識應用于解決實際問題，如設計一個安全系數高的自行車轉彎方案。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

1.回顧勻速圓周運動的基本概念，強調物體在勻速圓周運動中速度大小不變，但方向不斷變化，因此存在向心加速度。

2.總結向心力的定義和計算公式，向心力是使物體做勻速圓周運動的力，其大小為\(F_c=\frac{mv^2}{r}\)，方向始終指向圓心。

3.強調向心加速度的定義和計算公式，向心加速度的大小為\(a_c=\frac{v^2}{r}\)，方向與向心力方向相同，始終指向圓心。

4.討論牛頓第二定律在勻速圓周運動中的應用，指出向心力是導致物體加速度指向圓心的合力。

5.分析向心力和向心加速度在生活中的實際應用，如汽車轉彎、衛星軌道運動等。

當堂檢測：

1.單選題：一個物體在做勻速圓周運動時，以下哪個說法是正確的？

A.速度大小和方向都在變化

B.速度大小不變，方向不斷變化

C.加速度大小和方向都不變

D.加速度大小不變，方向始終指向圓心

2.計算題：一輛汽車以60km/h的速度在半徑為50m的圓形跑道上勻速轉彎，求汽車所需的向心力和向心加速度。

3.應用題：一輛自行車在轉彎時，如果轉彎半