2024-2025学年新教材高中物理 第六章 圆周运动 3 向心加速度（2）教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中物理第六章圆周运动3向心加速度（2）教学实录新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年新教材高中物理第六章圆周运动3向心加速度（2）

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月15日星期一第2节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析培养学生科学探究精神，提高学生运用数学知识解决物理问题的能力。通过向心加速度的学习，引导学生理解加速度在圆周运动中的重要性，培养其分析复杂物理现象的能力。同时，强化学生运用物理规律解释现实问题的意识，提升其科学思维和科学态度。学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了牛顿第二定律和运动学的基本概念，具备了一定的物理基础。他们能够理解加速度、速度和位移等基本物理量的含义，并能够进行简单的计算。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中一年级学生对物理学科普遍抱有较高的兴趣，尤其是对动态变化和运动规律的内容。他们的学习能力强，能够通过实验和观察来理解物理现象。学习风格上，部分学生倾向于通过实验和直观演示来学习，而另一部分学生则更偏好通过公式推导和逻辑推理来掌握知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解向心加速度的概念时可能会遇到困难，因为这一概念涉及到矢量分析和非惯性参考系。此外，学生可能难以将向心加速度与切向加速度区分开来，以及在计算向心加速度大小时如何正确应用公式。此外，对于一些学生来说，将向心加速度与日常生活中的旋转运动联系起来可能是一个挑战。教师需要通过适当的教学策略和案例来帮助学生克服这些困难。教学资源-硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、圆周运动演示装置（如圆盘、小车）、秒表、刻度尺、实验记录本。

-课程平台：学校内部网络教学平台，用于发布教学资料和作业。

-信息化资源：在线物理学习平台资源，包括相关视频讲解、互动习题库。

-教学手段：PPT课件、实物教具展示、小组讨论、课堂实验、黑板板书。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。设计预习问题：围绕“向心加速度”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“如何计算圆周运动中的向心加速度？”、“向心加速度与切向加速度有何区别？”等，引导学生自主思考。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解向心加速度的概念和计算方法。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解“向心加速度”课题，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示圆周运动的实际例子（如旋转的地球、车轮等），引出“向心加速度”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解向心加速度的定义、计算公式及其与圆周运动的关系，结合实例帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习内容，讨论并解决预习中提出的问题；进行角色扮演，模拟物理实验，让学生体验向心加速度的测量。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“向心加速度的方向如何确定？”、“如何处理非匀速圆周运动中的向心加速度？”等，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验向心加速度知识的应用。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解向心加速度知识点。

实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握向心加速度的计算和应用。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解向心加速度知识点，掌握其计算和应用。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置与向心加速度相关的计算题和思考题，如“计算匀速圆周运动中的向心加速度”等，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与向心加速度相关的拓展资源，如物理实验视频、相关科学论文等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，指出错误原因和改进方法。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的向心加速度知识点和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。学生学习效果学生学习效果

在学习完“向心加速度”这一章节后，学生在以下几个方面取得了显著的效果：

1.理解向心加速度的概念和意义

学生在学习过程中，通过对圆周运动中加速度的分析，深入理解了向心加速度的概念。他们认识到，向心加速度是描述物体做圆周运动时，速度方向不断变化而产生的加速度，是保持物体做圆周运动的关键因素。这种理解有助于学生将抽象的物理概念与实际生活中的现象相结合，如地球绕太阳公转、汽车转弯时的侧向力等。

2.掌握向心加速度的计算方法

\[a_c=\frac{v^2}{r}\]

其中，\(a_c\)表示向心加速度，\(v\)表示线速度，\(r\)表示圆周运动的半径。学生能够应用这一公式解决实际问题，如计算匀速圆周运动中的向心加速度。

3.理解向心加速度的方向和大小

学生学会了如何确定向心加速度的方向，即在圆周运动中，向心加速度始终指向圆心。同时，他们能够理解向心加速度的大小与线速度和半径的关系，即当线速度或半径增大时，向心加速度也随之增大。

4.能够分析向心加速度在实际生活中的应用

学生在学习过程中，了解了向心加速度在实际生活中的应用，如汽车转弯、卫星轨道运动、旋转门等。他们能够运用所学知识解释这些现象，并认识到向心加速度在科学技术和社会生活中的重要性。

5.提高数学和物理综合应用能力

学生在学习向心加速度的过程中，不仅掌握了物理知识，还锻炼了数学运算能力。他们学会了如何将物理公式与数学公式相结合，解决实际问题。这种综合应用能力的提高，有助于学生在其他学科的学习中取得更好的成绩。

6.培养科学探究精神和创新思维

在学习向心加速度的过程中，学生通过实验、讨论、分析等方式，培养了科学探究精神。他们学会了如何提出问题、设计实验、分析数据、得出结论，并在此基础上提出新的观点和创新思维。

7.提升团队合作和沟通能力

在课堂活动和小组讨论中，学生学会了与他人合作，共同解决问题。他们学会了倾听他人的意见，表达自己的观点，并在此基础上达成共识。这种团队合作和沟通能力的提升，有助于学生适应未来的学习和工作环境。

8.增强自信心和自主学习能力

总之，在学习“向心加速度”这一章节后，学生不仅在知识层面取得了显著的效果，还在能力、素质等方面得到了全面发展。这些学习成果将有助于学生更好地适应未来的学习和生活。课堂课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它有助于教师了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。以下是针对“向心加速度”这一章节的课堂评价方法：

1.课堂提问

提问是了解学生学习情况的有效手段。在课堂上，教师可以通过以下方式提问：

-提出与向心加速度相关的基本概念问题，如“向心加速度是什么？”、“向心加速度的方向是怎样的？”等，以检验学生对基本知识的掌握程度。

-设计一些推理题，如“如果一辆汽车在转弯时速度不变，那么向心加速度会发生怎样的变化？”等，考察学生运用知识解决问题的能力。

-提出一些开放性问题，如“向心加速度在现实生活中有哪些应用？”等，激发学生的思考，培养学生的创新思维。

2.观察学生参与情况

教师应关注学生在课堂上的参与情况，包括：

-观察学生是否认真听讲，是否积极参与讨论和实验。

-注意学生的眼神、表情和动作，了解他们对知识的理解和接受程度。

-关注学生的提问和回答，从中发现他们在学习过程中可能存在的问题。

3.课堂测试

为了全面了解学生的学习效果，教师可以设计一些课堂测试，如：

-限时完成向心加速度的计算题，检验学生对计算公式的掌握程度。

-出示一些与向心加速度相关的实际案例，让学生分析并给出解决方案，考察学生的应用能力。

-进行小组讨论，让学生就向心加速度的相关问题进行交流，观察他们的团队协作能力和表达能力。

4.及时反馈和指导

在课堂评价过程中，教师应及时给予学生反馈和指导：

-对于学生的正确回答，给予肯定和鼓励，增强他们的自信心。

-对于学生的错误回答，耐心解释错误原因，并提供正确的解答方法。

-针对学生的不同学习需求，给予个性化的指导，帮助他们克服学习困难。

5.课堂评价记录

教师应将课堂评价的结果进行记录，以便后续分析和总结：

-记录学生在课堂上的表现，包括参与度、回答问题的情况等。

-记录学生在课堂测试中的成绩，分析他们在哪些知识点上存在不足。

-记录学生对向心加速度的理解和应用能力，为后续教学提供参考。课后作业为了巩固学生对“向心加速度”这一知识点的理解，以下设计了五个与课本内容紧密相关的课后作业题目，并附上答案。

1.**计算题**

题目：一辆汽车以20m/s的速度在圆形跑道上转弯，跑道半径为50m。求汽车在转弯时的向心加速度。

答案：向心加速度\(a_c=\frac{v^2}{r}=\frac{(20\text{m/s})^2}{50\text{m}}=8\text{m/s}^2\)

2.**应用题**

题目：一卫星以7.9km/s的速度在地球轨道上绕地球运行，地球半径约为6371km。求卫星在轨道上的向心加速度。

答案：首先将速度转换为米每秒，\(v=7.9\text{km/s}=7900\text{m/s}\)。然后计算向心加速度\(a_c=\frac{v^2}{r}=\frac{(7900\text{m/s})^2}{6371\times10^3\text{m}}\approx9.8\text{m/s}^2\)。

3.**实验设计题**

题目：设计一个实验来测量自行车在转弯时的向心加速度。

答案：

-实验目的：测量自行车在转弯时的向心加速度。

-实验器材：自行车、计时器、量角器、卷尺。

-实验步骤：

1.选择一个平坦的圆形跑道，用卷尺测量跑道的半径。

2.骑自行车以恒定速度在跑道上转弯。

3.使用计时器记录自行车完成一圈所需的时间。

4.使用量角器测量自行车转弯的角度。

5.根据公式\(a_c=\frac{v^2}{r}\)计算向心加速度，其中\(v\)是自行车的线速度，可以通过\(v=\frac{2\pir}{t}\)计算，\(t\)是自行车完成一圈的时间。

4.**比较题**

题目：比较匀速圆周运动和非匀速圆周运动中的向心加速度。

答案：

-匀速圆周运动中，向心加速度的大小和方向都保持不变，因为速度大小和方向都不变。

-非匀速圆周运动中，向心加速度的大小可能保持不变，但方向会随着速度方向的变化而变化。

5.**思考题**

题目：为什么物体在做圆周运动时需要向心加速度？

答案：物体在做圆周运动时需要向心加速度是因为它需要不断改变运动方向。根据牛顿第一定律，如果没有外力作用，物体将保持直线运动。向心加速度提供了必要的向心力，使得物体能够沿着圆形轨迹运动。板书设计①向心加速度的定义

-向心加速度：物体做圆周运动时，指向圆心的加速度。

-数学表达式：\(a_c=\frac{v^2}{r}\)

-单位：\(\text{m/s}^2\)

②向心加速度的方向

-方向：始终指向圆心。

-描述：在圆周运动中，向心加速度的方向与速度方向垂直。

③向心加速度的计算

-公式：\(a_c=\frac{v^2}{r}\)

-变量：\(v\)（线速度），\(r\)（圆周半径）

④向心加速度与切向加速度的区别

-向心加速度：改变物体运动方向，不改变速度大小。

-切向加速度：改变物体速度大小，不改变运动方向。

⑤向心加速度的实际应用

-汽车转弯时的侧向力。

-地球绕太阳公转的向心力。

-卫星在轨道上的向心加速度。教学反思与改进教学反思与改进是教师成长的重要环节。在完成了“向心加速度”这一章节的教学后，我想从以下几个方面进行反思和改进。

1.学生对概念的理解程度

在课堂上，我发现部分学生对向心加速度的概念理解不够深入。例如，有些学生无法准确描述向心加速度的方向，或者混淆了向心加速度与切向加速度的区别。为了改进这一点，我计划在未来的教学中，增加对概念的定义和