1、圆周运动主题单元设计 主题单元标题 圆周运动 作者姓名 所属单位 联系地址 联系电话 电子邮箱 邮政编码 学科领域 （在 内打 表示主属学科，打+ 表示相关学科。 ） 操作提示：您可以直接复制“ ”、 “ ”替换下面的“ ” 即可。 + 思想品德 音乐 化学 信息技术 劳动与技术 语文 美术 生物 科学 数学 + 外语 历史 社区服务 体育 物理 地理 社会实践 其他（请列出）： 适用年级 高中一年级 所需时间 6 课时 主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习 方式和预期的学习成果，字数 300-500) 圆周运动这一单元所涉及的
2、知识、方法、技能，在高中阶段起到重要的作用，在一定方面 来说对学生的高考也很重要，从向心加速度、向心力的概念理解到向心加速度、向心力公式探究推 导理解掌握以及向心力来源分析把握，这些对于高一的学生来说都是一个个的难关。 对于本单元的规律方面，我们采用探究性学习，探索规律总是从问题入手，建立模型、大 胆猜想、实验验证、得出总结规律的过程。通过本单元探究不仅让学生掌握本单元规律，处理圆周 运动的方法，同时也为处理其他未知问题找到一般思路和方法。 专题一介绍匀速圆周运动及描述圆周运动的物理量为专题二、三做基础的铺垫，专题二、三的 向心加速度和向心力为专题四生活中的圆周运动的应用服务，总之四个专题都是
3、以前面的专题为基础， 层层递进，步步提高。 物理概念和物理规律的形成是由现象到本质的过程，对它们的理解和掌握不可能一蹴而就， 怎样才能够让学生不是机械化的记住，而是真正理解其实质所在，将是这节课要突破的难点。因此 采用实验探究的方法，让学生先通过理论分析和猜想，再通过设计实验方案和对实验仔细的观察， 认真分析归纳得到规律。由于实验包含的规律往往隐藏在较深的层次，需要引导学生去挖掘，因此 这一部分的自主探究活动可以让学生亲自感受到实验探究问题的过程，和理论探究过程。以此为载 体对学生观察、分析、归纳等各项综合素质和能力的培养。 主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标） 知识与技能： 1，
4、学习什么是圆周运动及描述圆周运动的物理量 2，什么是 向心加速度，向心加速度的作用， 3，知道向心力，它是一种效果力；合外力的作用效果 4，会用向心加速度定量分析有关现象 5，向心加速度、向心力有关公式。 过程与方法： 1，经历从理论探究到实验验证的过程，受到科学研究方法的教育。 2，通过经历实验方案的设计过程使学生得到一次运用已有知识解决实际问题的锻炼 3，能够用极限的思维理解线速度的瞬时性与矢量性 4，通过向心力的探究体验，掌握处理一般问题的方法；体会控制变量法在实验中的应用。 5，学会运用力和运动的观点分析问题 6，体会加速度推导过程中用到的数学思想 情感态度与价值观： 1，激发 参与科
5、技活动的热情，善于将物理知识应用于生产生活实践 2，通过师生、生生交流共同实验，体会合作的重要性 3，通过整节课的提出问题、解决问题，体验科学研究的趣味性 4，经历从一般到特殊的分析问题的方法 5，培养学生思维能力及探究问题解决问题的品质 对应课标 1，理解探究分运动性质的实验方案的原理，掌握基本的操作。 2，知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动，理解线速度的概念。 3，理解角速度和周期的概念，会用它们的公式进行计算。 4，理解线速度、角速度、周期之间的关系： v=r =2r T。 5，理解匀速圆周运动是变速运动。 6，知道什么是向心力，理解它是一种效果力。 7，理解向心力公式的确切含义，并
6、能用来进行简单的计算。 8，知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。 主题单元问题 设计 1， 实验探究向心力规律 2， 探究向心加速度规律 3，圆周运动中物体受哪些力，它们的方向如何 专题划分 专题一 圆周运动 专题二 向心加速度 专题三 向心力 专题四 生活中的圆周运动 专题二 专题二：向心加速度 所需课时 1 课时 专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果) 在本单元教学中向心加速度不仅是重要且起到承上起下的作用，在先学习曲线运动的方向的基础 上，教师提出圆周运动是曲线运动，曲线运动是变速运动，它的加速度即向心加速
7、度与什么有关？ 首先提出问题让学生去思考，当然学生可能提到与力的关系，此时教师要向速度变化量与向心加速 度这方面加以引导，然后教师利用多媒体、图片引导学生弄清速度变化量的表达，最后引导学生利 用微积分思想，让学生推出向心加速度的公式，在这一过程中要体现教师的引导作用。然后看学生 是运用书上的方法，还是用另外一种方法，进行总结。培养学生理论探究能力以及概括总结、分析、 综合等能力。 本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标） （一）知识与技能 1、理解速度变化量和向心加速度的概念 2、知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。 3、能够运用向心加速度公式求解有关问题。 （二）过程与方法 体验
8、向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法。 （三）情感、态度与价值观 培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问题的热情、乐于学习的品质。 本专题问题设计 1， 匀速圆周运动中加速度的产生原因 2，向心加速度的方向探究，向心加速度大小探究 3，计算公式的推导的探究 所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源) 信息化资源 视频、图片、多媒体课件 常规资源 教学支撑环境 具有多媒体操作平台的教室 其 他 学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程） （一）引入新课 教师活动：通过前面的学习，我们已经知道，作曲线运动的物体，速度一定是 变化的，换句话说，作曲线运动
9、的物体，一定有加速度。圆周运动 是曲线运动，那么做圆周运动的物体，加速度的大小和方向如何来 确定呢？下面我们就来学习这个问题。 （二）进行新课 教师活动：指导学生阅读教材 “思考与讨论”部分，投影图 6.61 和图 6.62 以及对应的例题，引导学生思考并回答。 学生活动：认真阅读教材，思考问题，选出代表发表见解。 。 教师活动：倾听学生回答，必要时给学是以有益的启发和帮助，引导学生解决 疑难，回答学生可能提出的问题。 设疑：我们这节课要研究匀速圆周运动的加速度，可以上两个例题 却在研究物体所受的力，这不是“南辕北辙”了吗？ 点评：激发学生的思维，唤起学生进一步探究新知的欲望。通过发表自己的见
10、 解，解除疑惑，同时为下一步的研究确定思路。 学生活动： 思考后，积极发表见解。 教师活动：倾听学生回答，启发和引导学生解决疑难，总结并点评。同时引出 下一课题。 1、速度变化量 教师活动：a.指导学生阅读教材 “速度变化量”部分，引导学生在练习本上画 出物体加速运动和减速运动时速度变化量 v 的图示，思考并回答 问题： 速度的变化量 v 是矢量还是标量？ 如果初速度 v1 和末速度 v2 不在同一直线上，如何表示速度的变化量 v？ b.教师视情况用多媒体进行这方面的展示 学生活动：认真阅读教材，思考问题，在练习本上画出物体加速运动和减速运 动时速度变化量的图示。 教师活动：投影学生所画的图示
11、，点评、总结。 2、向心加速度 教师活动：指导学生阅读教材 “向心加速度”部分，投影图 6.65，引导学生 思考： （1）在 A、B 两点画速度矢量 vA 和 vB 时，要注意什么？ （2）将 vA 的起点移到 B 点时要注意什么？ （3）如何画出质点由 A 点运动到 B 点时速度的变化量 v？ （4）vt 表示的意义是什么？ （5）v 与圆的半径平行吗？在什么条件下，v 与圆的半径平行？ 学生活动：按照思考提纲认真阅读教材，思考问题，在练习本上独立完成上面 的推导过程。 点评：让学生亲历知识的导出过程，体验成功的乐趣。 学 习 活 动 设 计 （针 对 该 专 题 所 选 择 的 活 动 形
12、 式 及 过 程） 教师活动：倾听学生回答，必要时给学是以有益的启发和帮助，引导学生解决 疑难，回答学生可能提出的问题。 师生互动，得出结论： 上面的推导不涉及“地球公转” 、 “小球绕图钉转动”等具体的运动， 结论具有一般性：作匀速圆周运动的物体加速度指向圆心。这个加 速度称为向心加速度。 教师活动：匀速圆周运动的加速度方向明确了，它的大小与什么因素有关呢？ 下面请大家按照课本 51 页“做一做”栏目中的提示，在练习本上推 导出向心加速度的表达式。也就是下面这两个表达式： 2nvar2nar 学生活动：阅读教材“做一做”栏目中的内容，边思考，边在练习本上推导向 心加速度的公式。 教师活动：巡
13、视学生的推导情况，解决学生推导过程中可能遇到的困难，给与 帮助，回答学生可能提出的问题。 点评：教师要放开，让学生独立完成推导过程。有的学生可能会走弯路，甚至 失败，推导结果并不重要，重要的是让学生亲历推导的过程。 。 教生互动：投影学生推导的过程，和学生一起点评、总结。 教师活动：引导学生思考并完成“思考与讨论”栏目中提出的问题。深化本节 课所学的内容。 学生活动：认真阅读相关内容，思考并回答问题。 教师活动：听取学生见解，点评、总结。 （三）课堂总结、点评 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学 在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动：认真
14、总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板 上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们 自己的知识框架。 （四）实例探究 例关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是（ ） A.它们的方向都沿半径指向地心 B.它们的方向都在平行赤道的平面内指向地轴 C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大 D.北京的向心加速度比广州的向心加速度小 【解析】 如图所示，地球表面各点的向心加速度方向（同向心 力的方向）都在平行赤道的平面内指向地轴。选项 B 正确，选项
15、A 错误.在地面上纬度为 的 P 点，做圆周运动的轨道半径 rR 0cos ，其向心加速度为 anr 2R 0 2cos . 由于北京的地理纬度比广州的地理纬度大，北京随地球自转的半 径比广州随地球自转的半径小，两地随地球自转的角速度相同，因此 北京随地球自转的向心加速度比广州的小，选项 D 正确，选项 C 错 误.该题的答案为 B、D. 【答案】 BD 点评：因为地球自转时，地面上的一切物体都在垂直于地轴的平面内绕地轴做 匀速圆周运动，它们的转动中心（圆心）都在地轴上，而不是地球球心，向心力只 是引力的一部分（另一部分是重力） ，向心力指向地轴，所以它们的向心加速度也都 指向地轴。 课余作业
16、 【答案】 BD 点评：因为地球自转时，地面上的一切物体都在垂直于地轴的平面内绕地轴做 匀速圆周运动，它们的转动中心（圆心）都在地轴上，而不是地球球心，向心力只 是引力的一部分（另一部分是重力） ，向心力指向地轴，所以它们的向心加速度也都 指向地轴。 课余作业 完成 P52“思考与练习”中的题目。 教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过 程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、 无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。 选择的活动形式及过程 点评：因为地球自转时，地面上的一切物体都在垂直于地轴的平面内绕地轴做 匀速
17、圆周运动，它们的转动中心（圆心）都在地轴上，而不是地球球心，向心力只 是引力的一部分（另一部分是重力） ，向心力指向地轴，所以它们的向心加速度也都 指向地轴。 课余作业 完成 P52“思考与练习”中的题目。 教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过 程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、 无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。 附：资料袋 如何理解向心加速度的含义 分析：速度矢量的方向应当用它与空间某一确定方向(如坐标轴) 之间的夹角来描 述.做匀速圆周运动的物体的速度方向(圆周的切线方向) 时刻在变化，在 t
18、时间内 速度方向变化的角度 ，等于半径在相同时间内转过的角度，如做匀速圆周运动 的物体在一个周期 T 内半径转过 2 弧度，速度方向变化的角度也是 2 弧度.因此， 确切描述速度方向变化快慢的，应该是角速度，即 = Tt 上式表示了单位时间内速度方向变化的角度，即速度方向变化的快慢.角速度相 等，速度方向变化的快慢相同. 由向心加速度公式 a= 2r= =v 可知，向心加速度的大小除与角速度有关外， 还与半径或线速度的大小有关，从 a=v 看，向心加速度等于线速度与角速度的乘 积. 例如：在绕固定轴转动的圆盘上，半径不同的 A、B、C 三点，它们有相同的角 速度 ,但线速度不同，v A=rA
19、,vB=rB ,vC=rC ，如图所示 .因此它们的速度方向变 化快慢是相同的，但向心加速度的大小却不相等.a AaBaC. 又如：A、B 两个物体分别沿半径为 rA和 rB做圆周运动，r A= rB，它们的角速21 度不同，设 A= B，因此它们的线速度的关系为 vA= vB，显然，这两个物2 体有相同的向心加速度，即 aA=aB.但速度方向变化的快慢却不同. 综上所述：向心加速度是由于速度方向变化而引起的速度矢量的变化率.速度方 向变化是向心加速度存在的前提条件，但向心加速度的大小并不简单地表示速度方 向变化的快慢，确切地说：当半径一定时，向心加速度的大小反映了速度方向变化 的快慢，当线速度一定时，向心加速度的大小正比于速度方向变化的快慢. 教 学 评 价 可评价的学习要点 一，向心加速度方向的探究 二，向心加速度公式的推导探究 评价方法：现场评价 评价指标：1，参与程度、积极程度 2，推导完成程度 3，推导方法、所用时间 。 二，向心加速度概念、公式应用 评价方法：测验 评价指标：答题时间 每题答对率 及格人数（60-74 分） 良好人数（75-84 分以 上）优秀人数（85 分以上） 平均分 1、 学习活动过程 评价方法：量规 参与程度、积极程度 思维逻辑、严密性 表达展示 协作精神
