6.4 生活中的圆周运动教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 6.4 生活中的圆周运动教学设计（表格式） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-26 00:00:00 | ||
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文档简介
教学设计
课题 生活中的圆周运动
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
教材选择了与生活联系紧密，学生易于观察的火车转弯、汽车过拱形桥和凹形桥等例子，另外，教材还分析了航天器中的完全失重状态以及离心运动现象。既有水平面内的匀速圆周运动，也有竖直平面内的圆周运动，能引起学生观察和探究的浓厚兴趣。从地上的圆周运动，到天上的圆周运动，既帮助学生感受物理规律的统一性，也为下一章作了铺垫。
2.学习者分析
学生在前面的学习中，已经能用牛顿第二定律求解直线运动的一些问题，对运动与相互作用已有了初步的认识。但对于应用牛顿第二定律出来实际生活中的圆周运动，在能力上还略显不够。
3.学习目标确定
1物理观念.能根据所学知识分析各种生活中的圆周现象，在此过程中体会模型建构的方法。 2科学探究.知道航天器中的失重现象。 3科学态度与责任.观察生活中的离心现象，知道离心运动产生原因。了解其生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害。
4.学习重点难点
1.火车和汽车转弯问题 （重点难点） 2.拱形桥和凹形桥问题（重点） 3.离心现象（重点难点）
5.学习评价设计
核心目标：以评促学，贯穿课堂全程，聚焦物理核心素养，适配开放性学习环境。 评价维度：评价内容（核心要点），评价方式，评价工具/载体 知识获得1.圆周运动、向心力的核心概念；2.生活实例与物理原理的对应；3.向心力来源的受力分析。 评价方式：随堂提问、小组展示、即时练习 评价工具：答题卡、投屏答题、课堂观察记录表 能力提升1.动手操作（如转盘、摆球实验）；2.数据测量与分析；3.合作探究与表达交流。 评价方式：实验操作考核、小组互评、成果展示 评价工具：实验报告单、小组互评表、投屏展示记录 学习态度 1. 参与实验/讨论的积极性；2.倾听他人观点的专注度；3.面对问题的坚持性。 评价方式：教师观察、同伴互评 评价工具：课堂表现积分表、学习态度星级卡 （四）评价实施与反馈（促学关键） 1. 即时评价：实验、提问环节当场反馈，用“肯定+改进点”句式，快速纠正认知。 2. 阶段评价：小组展示后，教师+同伴联合评分，聚焦“原理应用”与“表达逻辑”。 3. 课后反馈：汇总评价结果，针对共性问题（如向心力受力分析），下节课用1分钟微课补强。 4. 评价闭环：学生根据评价结果，在“学习改进单”上写下1个提升点，下次课堂优先展示改进成果。
6.学习活动设计
教师活动学生活动环节一：导入新课教师活动1 思考与讨论： 在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？ 观察与思考：观看视频，思考行驶中的火车为什么会发生脱轨事故呢？ 学生活动1 学生思考讨论并分享结论 学生观看视频并思考原因活动意图说明：为火车转弯问题做铺垫 环节二：讲授新课教师活动2 一、火车转弯 (一)车轮构造 思考与讨论： (1)火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车内外轨道一样高。火车受哪些力？谁充当向心力？靠这种办法得到的向心力缺点是什么？ (2)如果火车外轨道比内轨道高。火车可以不受轨道侧向的弹力F吗？ (3)若不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力？是沿哪个方向？ (二)临界速度 思考与计算： 质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。 深度拓展： 质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道宽L，高度差为h，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。(图中θ很小） 思考与讨论： (1)如果火车在转弯处的速度大于规定速度，会对哪个轨道有挤压？如果小于呢？ (2)通过以上学习，你是否可以解释转弯处内外轨高度不同和火车脱轨的原因吗？ 【要点总结】 (1)火车转弯规定临界速度:； (2)火车转弯速度大于规定临界速度时：外侧轨道与轮之间有弹力； (3)火车转弯速度小于规定临界速度时：内侧轨道与轮之间有弹力。 思考与讨论： 高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度，说说这样设计是什么原因？ 原因分析： (1)水平路面转弯 ①向心力：自行车侧向所受的静摩擦力。 ②临界速度： (2)外高内低路面转弯 ①向心力：重力和支持力的合力。 ②临界速度： 二、汽车过拱形桥 思考与讨论： 公路上的拱形桥是常见的，为什么拱形桥比凹形桥更普遍呢？ (一)凹形桥 思考与计算： 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最低点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？ (二)拱形桥 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最高点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？ 思考与讨论：（最高点） （1）当v=0 时，FN等于多少？ （2）当v增大时，FN 如何变化？ （3）当FN =0时，v等于多少？ （4）当时，汽车将做何种运动？ （5）此时人和座位之间是否有压力存在？ 思考与讨论: 地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是0？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？ 三、航天器中的失重现象 观看太空中的失重： 思考与讨论： (1)有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？ (2)如果地球对航天器的引力突然消失，那么航天器将做什么运动？ 四、离心运动 观察与思考： (1)做圆周运动的链球，在运动员提供的拉力消失后，链球运动的特点是怎样的？ (2)静止在转台上的碟子，在转台转起后，碟子的运动特点是怎样的？ (3)链球和碟子为什么会有这样的运动特点？你是否可以分析一下原因。 (一）离心运动 (1)物体作圆周运动的条件：F提供= F需要。 (2)物体作离心运动的条件：F提供 < F需要。 离心运动的应用（观看视频） 学生活动2 学生看视频了解车轮结构 学生思考讨论并分析结论 学生思考讨论并分析结论 学生根据上述分析列方程求解临界速度 学生通过计算求证r、L、h三者关系。 学生思考讨论并回答新课开始的问题 学生识记记录 学生思考讨论 学生分析受力，列方程，根据方程分析 原因 学生思考并讨论生活场景问题 学生思考计算 学生思考计算 学生思考讨论拱形桥最高点的受力及临界速度 学生思考讨论 学生观看视频 学生思考讨论 学生观看视频 学生思考与讨论并分享结果 学生识记记录 学生观看视频 活动意图说明 让学生清晰的认识车轮构造，分析内外轨等高在转弯过程缺点，为后续问题做铺垫。引导学生分析向心力，思考如何改进，避免上述缺点的出现。引导学生求解临界速度，通过计算思考铁路建设的实际问题，火车行驶的车速问题。由火车转弯问题拓展到汽车和自行车转弯问题，让学生自行分析问题的原因，实现思维深度广度的拓展。让学生明确凹形桥向心力来源以及支持力大小，拱形桥向心力来源以及支持力大小，让学生明确拱形桥的临界问题，由拱形桥的学习拓展到把地球当做一个拱形桥，求其临界速度。直观感受失重，分析失重原因，为离心运动做铺垫。直观感受离心运动，引导学生明确离心运动的特点和原因，记离心的条件，直观感受离心现象。环节三：三、课堂练习教师活动3 布置练习学生活动3 完成练习活动意图说明强化巩固
7.板书设计
8.作业与拓展学习设计
巩固作业（全员必做，10-15分钟） 内容设计 1. 概念辨析：用1句话解释“洗衣机脱水”“汽车转弯”的向心力来源。 2. 基础应用：画出“用细绳甩动小球做圆周运动”的受力示意图（标注向心力方向）。 3. 生活观察：列举2个课堂未提及的生活圆周运动实例，简要说明其运动特点。 提交方式：作业本书面完成，次日课堂随机抽查投屏展示。 评价反馈：教师随堂快速批阅，聚焦“受力分析准确性”，共性问题课堂1分钟纠错。
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明
生活中的圆周运动 特色学习资源 1、生活实景：转弯、过山车、洗衣机脱水等真实案例 2、实验器材：细绳、小球、转盘、向心力演示器 3、数字资源：仿真实验、受力动画、科普视频 技术手段应用 1、多媒体、投屏：展示视频、案例、学生成果 2、智能终端：拍摄实验、互动答题、查阅资料 3、仿真软件：模拟圆周运动与向心力变化 4、交互白板：实时板书、受力分析、公式推导
10.教学反思与改进
本课能结合生活实例激发兴趣，多数学生掌握圆周运动与向心力基本概念，但受力分析、生活模型转化仍有不足。后续将强化实验探究与分层任务，多用仿真与实景视频突破难点；把本节课的建模思想、探究方法迁移到后续曲线运动教学，持续提升学生物理核心素养。
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课题 生活中的圆周运动
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
教材选择了与生活联系紧密，学生易于观察的火车转弯、汽车过拱形桥和凹形桥等例子，另外，教材还分析了航天器中的完全失重状态以及离心运动现象。既有水平面内的匀速圆周运动，也有竖直平面内的圆周运动，能引起学生观察和探究的浓厚兴趣。从地上的圆周运动，到天上的圆周运动，既帮助学生感受物理规律的统一性，也为下一章作了铺垫。
2.学习者分析
学生在前面的学习中，已经能用牛顿第二定律求解直线运动的一些问题，对运动与相互作用已有了初步的认识。但对于应用牛顿第二定律出来实际生活中的圆周运动，在能力上还略显不够。
3.学习目标确定
1物理观念.能根据所学知识分析各种生活中的圆周现象，在此过程中体会模型建构的方法。 2科学探究.知道航天器中的失重现象。 3科学态度与责任.观察生活中的离心现象，知道离心运动产生原因。了解其生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害。
4.学习重点难点
1.火车和汽车转弯问题 （重点难点） 2.拱形桥和凹形桥问题（重点） 3.离心现象（重点难点）
5.学习评价设计
核心目标：以评促学，贯穿课堂全程，聚焦物理核心素养，适配开放性学习环境。 评价维度：评价内容（核心要点），评价方式，评价工具/载体 知识获得1.圆周运动、向心力的核心概念；2.生活实例与物理原理的对应；3.向心力来源的受力分析。 评价方式：随堂提问、小组展示、即时练习 评价工具：答题卡、投屏答题、课堂观察记录表 能力提升1.动手操作（如转盘、摆球实验）；2.数据测量与分析；3.合作探究与表达交流。 评价方式：实验操作考核、小组互评、成果展示 评价工具：实验报告单、小组互评表、投屏展示记录 学习态度 1. 参与实验/讨论的积极性；2.倾听他人观点的专注度；3.面对问题的坚持性。 评价方式：教师观察、同伴互评 评价工具：课堂表现积分表、学习态度星级卡 （四）评价实施与反馈（促学关键） 1. 即时评价：实验、提问环节当场反馈，用“肯定+改进点”句式，快速纠正认知。 2. 阶段评价：小组展示后，教师+同伴联合评分，聚焦“原理应用”与“表达逻辑”。 3. 课后反馈：汇总评价结果，针对共性问题（如向心力受力分析），下节课用1分钟微课补强。 4. 评价闭环：学生根据评价结果，在“学习改进单”上写下1个提升点，下次课堂优先展示改进成果。
6.学习活动设计
教师活动学生活动环节一：导入新课教师活动1 思考与讨论： 在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？ 观察与思考：观看视频，思考行驶中的火车为什么会发生脱轨事故呢？ 学生活动1 学生思考讨论并分享结论 学生观看视频并思考原因活动意图说明：为火车转弯问题做铺垫 环节二：讲授新课教师活动2 一、火车转弯 (一)车轮构造 思考与讨论： (1)火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车内外轨道一样高。火车受哪些力？谁充当向心力？靠这种办法得到的向心力缺点是什么？ (2)如果火车外轨道比内轨道高。火车可以不受轨道侧向的弹力F吗？ (3)若不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力？是沿哪个方向？ (二)临界速度 思考与计算： 质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。 深度拓展： 质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道宽L，高度差为h，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。(图中θ很小） 思考与讨论： (1)如果火车在转弯处的速度大于规定速度，会对哪个轨道有挤压？如果小于呢？ (2)通过以上学习，你是否可以解释转弯处内外轨高度不同和火车脱轨的原因吗？ 【要点总结】 (1)火车转弯规定临界速度:； (2)火车转弯速度大于规定临界速度时：外侧轨道与轮之间有弹力； (3)火车转弯速度小于规定临界速度时：内侧轨道与轮之间有弹力。 思考与讨论： 高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度，说说这样设计是什么原因？ 原因分析： (1)水平路面转弯 ①向心力：自行车侧向所受的静摩擦力。 ②临界速度： (2)外高内低路面转弯 ①向心力：重力和支持力的合力。 ②临界速度： 二、汽车过拱形桥 思考与讨论： 公路上的拱形桥是常见的，为什么拱形桥比凹形桥更普遍呢？ (一)凹形桥 思考与计算： 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最低点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？ (二)拱形桥 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最高点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？ 思考与讨论：（最高点） （1）当v=0 时，FN等于多少？ （2）当v增大时，FN 如何变化？ （3）当FN =0时，v等于多少？ （4）当时，汽车将做何种运动？ （5）此时人和座位之间是否有压力存在？ 思考与讨论: 地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是0？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？ 三、航天器中的失重现象 观看太空中的失重： 思考与讨论： (1)有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？ (2)如果地球对航天器的引力突然消失，那么航天器将做什么运动？ 四、离心运动 观察与思考： (1)做圆周运动的链球，在运动员提供的拉力消失后，链球运动的特点是怎样的？ (2)静止在转台上的碟子，在转台转起后，碟子的运动特点是怎样的？ (3)链球和碟子为什么会有这样的运动特点？你是否可以分析一下原因。 (一）离心运动 (1)物体作圆周运动的条件：F提供= F需要。 (2)物体作离心运动的条件：F提供 < F需要。 离心运动的应用（观看视频） 学生活动2 学生看视频了解车轮结构 学生思考讨论并分析结论 学生思考讨论并分析结论 学生根据上述分析列方程求解临界速度 学生通过计算求证r、L、h三者关系。 学生思考讨论并回答新课开始的问题 学生识记记录 学生思考讨论 学生分析受力，列方程，根据方程分析 原因 学生思考并讨论生活场景问题 学生思考计算 学生思考计算 学生思考讨论拱形桥最高点的受力及临界速度 学生思考讨论 学生观看视频 学生思考讨论 学生观看视频 学生思考与讨论并分享结果 学生识记记录 学生观看视频 活动意图说明 让学生清晰的认识车轮构造，分析内外轨等高在转弯过程缺点，为后续问题做铺垫。引导学生分析向心力，思考如何改进，避免上述缺点的出现。引导学生求解临界速度，通过计算思考铁路建设的实际问题，火车行驶的车速问题。由火车转弯问题拓展到汽车和自行车转弯问题，让学生自行分析问题的原因，实现思维深度广度的拓展。让学生明确凹形桥向心力来源以及支持力大小，拱形桥向心力来源以及支持力大小，让学生明确拱形桥的临界问题，由拱形桥的学习拓展到把地球当做一个拱形桥，求其临界速度。直观感受失重，分析失重原因，为离心运动做铺垫。直观感受离心运动，引导学生明确离心运动的特点和原因，记离心的条件，直观感受离心现象。环节三：三、课堂练习教师活动3 布置练习学生活动3 完成练习活动意图说明强化巩固
7.板书设计
8.作业与拓展学习设计
巩固作业（全员必做，10-15分钟） 内容设计 1. 概念辨析：用1句话解释“洗衣机脱水”“汽车转弯”的向心力来源。 2. 基础应用：画出“用细绳甩动小球做圆周运动”的受力示意图（标注向心力方向）。 3. 生活观察：列举2个课堂未提及的生活圆周运动实例，简要说明其运动特点。 提交方式：作业本书面完成，次日课堂随机抽查投屏展示。 评价反馈：教师随堂快速批阅，聚焦“受力分析准确性”，共性问题课堂1分钟纠错。
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明
生活中的圆周运动 特色学习资源 1、生活实景：转弯、过山车、洗衣机脱水等真实案例 2、实验器材：细绳、小球、转盘、向心力演示器 3、数字资源：仿真实验、受力动画、科普视频 技术手段应用 1、多媒体、投屏：展示视频、案例、学生成果 2、智能终端：拍摄实验、互动答题、查阅资料 3、仿真软件：模拟圆周运动与向心力变化 4、交互白板：实时板书、受力分析、公式推导
10.教学反思与改进
本课能结合生活实例激发兴趣，多数学生掌握圆周运动与向心力基本概念，但受力分析、生活模型转化仍有不足。后续将强化实验探究与分层任务，多用仿真与实景视频突破难点；把本节课的建模思想、探究方法迁移到后续曲线运动教学，持续提升学生物理核心素养。
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