第3章 专题7 竖直面内的圆周运动的临界问题2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（鲁科版2019）.docx

第3章专题7竖直面内的圆周运动的临界问题2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（鲁科版2019）

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、课程基本信息

1.课程名称：高中物理

2.教学年级和班级：高一年级4班

3.授课时间：2023年5月15日

4.教学时数：1课时（45分钟）

二、教学内容

1.知识要点：

（1）理解竖直面内的圆周运动的临界问题；

（2）掌握圆周运动的向心力公式；

（3）能够运用所学知识解决实际问题。

2.教材参考：鲁科版2019年高中物理必修第二册，第3章专题7。

三、教学目标

1.帮助学生理解竖直面内的圆周运动的临界问题；

2.培养学生运用物理知识解决实际问题的能力；

3.提高学生的物理思维能力和团队合作能力。

四、教学方法

1.采用问题驱动法，引导学生主动探究；

2.利用多媒体辅助教学，增强学生的直观感受；

3.组织小组讨论，培养学生的团队合作精神。

五、教学过程

1.导入（5分钟）：通过实例引入竖直面内的圆周运动，激发学生的兴趣；

2.新课讲解（15分钟）：讲解竖直面内的圆周运动的临界问题，引导学生掌握向心力公式；

3.案例分析（10分钟）：分析实际案例，让学生运用所学知识解决实际问题；

4.小组讨论（10分钟）：组织学生进行小组讨论，分享讨论成果；

5.总结与布置作业（5分钟）：总结本节课的主要内容，布置相关作业。

二、核心素养目标

1.物理观念：使学生能够建立正确的物理观念，理解竖直面内的圆周运动的特点和规律。

2.科学思维：培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高学生的逻辑思维和分析问题的能力。

3.科学探究：引导学生通过观察、实验和分析等方法，主动探究竖直面内的圆周运动的临界问题。

4.科学态度与价值观：培养学生对物理学的兴趣和热情，培养学生的团队合作精神，使学生认识物理科学对社会发展的贡献。

三、学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在初中阶段已经学习了简单的圆周运动知识，对向心力有一定的了解。他们还掌握了基本的数学运算能力和几何知识，能够进行简单的物理公式推导和计算。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生们对物理实验和实际问题解决比较感兴趣，他们善于观察和动手操作。在能力方面，他们能够进行简单的逻辑推理和数学计算。在学习风格上，他们更倾向于通过实验和实际操作来理解物理概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解竖直面内的圆周运动的临界问题时可能会遇到困难，因为他们需要将抽象的物理概念与实际情况相结合。此外，学生可能在运用向心力公式解决实际问题时遇到挑战，需要提高他们的数学运用能力和问题分析能力。

四、教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有鲁科版2019年高中物理必修第二册教材，以便学生能够跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：准备与竖直面内的圆周运动相关的图片、图表和视频等多媒体资源，以便在教学中进行直观展示和解释，帮助学生更好地理解相关概念和原理。

3.实验器材：准备所需的实验器材，如小车、细线、滑轮组等，以确保学生能够进行实验操作，亲身体验和观察竖直面内的圆周运动，增强他们的实践操作能力和实验观察能力。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，设置分组讨论区和实验操作台，以便学生能够进行小组讨论和实验操作，促进他们的合作学习和实践能力的培养。

五、教学过程

导入（5分钟）

同学们，大家好！今天我们将学习一个非常有趣且实用的物理问题——竖直面内的圆周运动的临界问题。在现实生活中，很多运动都可以看作是圆周运动，比如过山车、旋转木马等。通过学习这一部分内容，我们将了解竖直面内的圆周运动的特点和规律，掌握向心力公式，并能够运用所学知识解决实际问题。现在，让我们一起进入本节课的学习吧！

新课讲解（15分钟）

首先，我们来讲解竖直面内的圆周运动的临界问题。当物体在竖直平面内做圆周运动时，它会受到重力和向心力的作用。我们知道，向心力是由绳子tension和质量m以及速度v的平方决定的，即F=tension*m*v^2/r。那么，在竖直面内的圆周运动中，重力和向心力的关系是如何影响物体的运动呢？当物体在最高点时，向心力最小，此时重力与向心力的合力等于零，物体将继续做圆周运动。当物体在最低点时，向心力最大，此时重力与向心力的合力等于向心力，物体将继续做圆周运动。而在其他位置，重力与向心力的合力将提供向心力，使物体继续做圆周运动。

案例分析（10分钟）

了解了竖直面内的圆周运动的临界问题后，我们来看一个实际案例。假设一个质量为m的物体在竖直平面内做半径为r的圆周运动，求物体在最高点和最低点的速度。

首先，在最高点，物体受到的重力和向心力的合力等于