主题单元设计模板

主题单元标题 作者姓名 联系地址 电子邮箱 圆周运动 所属单位 联系电话 邮政编码 学科领域 （在 思想品德 音乐 化学 内打 √ 表示主属学科，打 + 表示相关学科） 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 ＋ 信息技术 □ 劳动与技术 其他（请列出）： 适用年级 所需时间 高一 课时（每周 2 课时，共 5课时） 主题单元概述 (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) 本单元在高中物理必修2课程中起着承前启后的作用，它是曲线运动中的一个典例，能够让学生更清楚地认识到处理曲线运动的基本方法，了解实际生活中与圆周运动紧密相关的一些现象，它是曲线运动的深入研究。本单元是后面《万有引力与航天》单元学习的基础，这个单元处理的效果直接影响到了后面单元的的学习效果。 本单元主要由圆周运动、向心力、力心加速度、生活中的圆周运动四个专题组成，其中前三个专题属于授导型，生活中的圆周运动属于研究性学习型。 前三个专题要求学生通过实验与理论分析相结合的方式来处理，后面一个专题要求学生通过调查，并且借助各种信息手段去获取资源与素材。第四个专题要求学生通过自主探究与合作探究的方式对圆周运动知识达到理解应用的水平。 预期的学习效果，学生能够自主完成知识网络构建，并且会将生活中的问题抽象成理想化的物理模型，能够应用相应的方式对问题进行合理的解释与分析。 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、知道生活中的常见的圆周运动； 2、掌握描述圆周运动的基本物理量； 3、知道物体做匀速圆周运动的原因； 4、掌握解决圆周运动的基本方法。 过程与方法： 1、通过对生活中的常见圆周运动分析，培养用观察的方法认识事物本质的能力； 2、通过实验探究物体做匀速圆周运动的原因，培养用定性与定量相结合的方法研究、总结规律性知识的能力。 3、通过对生活中常见圆周运动的调查与分析，初步体验研究性学习的基本过程与作用； 4、通过开展收集、制作相关学习资料的活动，初步体验信息技术手段在物理课中的应用。 情感态度与价值观： 1、从热爱生活的角度感悟圆周运动给人类生活带来的便利与影响； 2、了解物理知识与规律可以改变人类的生活，养成勤于观察与思考的习惯。 对应课标 1．会描述匀速圆周运动； 2．知道向心加速度； 3．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力； 4．分析生活和生活中的离心现象； 5．关注圆周运动的规律与日常生活的联系。 1.你知道什么是圆周运动，怎样描述圆周运动么？ 主题单元问题设计 2.圆周运动中的加速度如何表示？ 3.物体做圆周运动的原因是什么？ 4.你能举出生活中的一些圆周运动的例子么？ 专题一：圆周运动 （ 1 课时） 专题划分 专题三：向心力 （1 课时） 专题四：生活中的圆周运动 （2 课时） 专题一 所需课时 圆周运动 1课时 专题二：向心加速度 （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) 本专题是后面几个的专题的基础，是对生活中一些常见物理现象的初步认识。 本专题主要通过对生活中一些常的运动进行归类，找到具有共同特点的运动，并对这种运动进行常规性的运动学描述，主要用线速度、角速度、周期、转速等概念对圆周运动进行描述。从最简单的匀速圆周运动入手，使学生较容易接受。 学生的主要活动是观察生活中一些常见的圆周运动视频，并从视频中发现问题，找到描述圆周运动的方法。 学习成果主要体现在学生能够对生活中很多的与圆周运动有关的现象有一个比较深刻和清楚的认识。 本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标） 1．通过对视频的观察与分析，知道什么是圆周运动和匀速圆周运动。 2．通过小组讨论与交流能够利用相关的数学关系式对匀速圆周运动进行描述。 3．通过对实际问题的解决，明白圆周运动各量之间的关系，并且感受到圆运动在生活中的广泛应用。 1．将视频中的运动进行归类，并说明归类的依据。 本专题问题设计 2．这些运动具有什么特点，它们运动的快慢如何描述。 3．描述圆周运动各量之间有什么关系？ 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 常规资源 教学支撑环境 其 他 生活中的圆周运动的视频材料 电动机、自行车、时钟 多媒体教室、视频播放器、实物投影 自制风车所需材料 学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动） 1．观看视频及教师提供的相应的教具。 学生通过小组合作与交流的方式得出圆周运动的特点。 2．探究描述匀速运动的方法。 学生通过对已有运动学知识的复习，结合圆周运动中涉及到的数学描述方式得出描述匀速圆周运动的基本方法。学生小组讨论，小组得到下列猜想： 猜想1.比较物体在一段时间内通过的圆弧长短 猜想2.比较物体在一段时间内半径转过的角度大小 猜想3.比较物体运动一周所用的时间 猜想4.比较物体在一段时间内转过的圈数 3．通过对自行车各部件间的关系分析，再结合理论推导，得出描述匀速运动的各物理量间的具体关系。 4．利用自制的风车，利用各量的关系分析风车运动快慢间的关系与哪些实际因素有关。 教学评价 （列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法） 1．回答问题的积极性 2．对现象观察后提出问题的针对性 3．得出结论的正确性 4．学生间的合作探究集体成果的体现 5．对其他观点提出有价值的质疑 以上通过制定相应的量表，用一个统一的标准对上述评价要素进行量化处理。 专题二 所需课时 生活中的圆周运动 2 专题二概述 (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) 本专题是一个将理论同实际做到有效结合的关键纽带，它可以采用很多的学习方式，不但提升了学生的用理论解决实际问题的能力，还锻炼了学生的调查、合作、交流、探究能力，本节课主要采用问题驱动的方式，体现出“自然——物理——社会”这一教学主线来进行。 本专题先要求学生利用课余时间设计好自己的调查研究计划，利用周末时间结成小组共同到火车站通过提前的交流手段实地拍摄火车站的场景、火车轨道的形状、火车轮子的各个方位的图片。然后要求学生在课堂上对所搜集到的相关影像进行相应的理论分析。 将学生的变速自行车搬到教室里，进行现场测量，通过对实例的分析得出匀速圆周运动各量之间的关系。 本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标） 1．通过对变速自行车实际运动有关数据的测量，结合匀速圆周运动各物理间的关系，明白其变速原理。 2．通过学生走入社会与生活利用一定的信息技术工具记录物理与生活紧密相联系的现象，体验物理对生活的影响。 3．将实践与理论有效结合，从理论上解释火车轨道和火车轮的形状的理论基础。 1．变速自行车的变速原理是什么？ 本专题问题设计 3．你能自己动手做一下火车轨道和火车轮的模型吗？ 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 常规资源 教学支撑环境 其 他 录像机、照相机 自行车 多媒体教室、视频播放器、实物投影 制作火车轨道和火车轮的模型所需要的材料 2．火车轨道是“工”字形的，而火车轮却是两个不同的半径的同心圆的原因是什么？ 学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动） 一．对变速自行车的变速原理进行探究。 学生在教室里或是在室外进行现场测量，通过探究明白变速自行车的变速原理。 二．火车轨道是“工”字形的，而火车轮却是两个不同的半径的同心圆的原因是什么？ 对图片和录像进行观察、分析，从理论角度总结出火车轨道和火车轮特殊形状的原因。 （一）、铁路的弯道 课件展示： 1、观看视频： 2、观察铁轨和火车车轮的形状. 问题1：请根据你了解的以及你刚才从图片中观察到的情况，说一说火车的车轮结构如何？轨道结构如何？ 问题2：火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受合力如何？ 问题3：如果轨道是水平的，火车转弯时火车做曲线运动，所受外力怎么样？ 问题4：如果轨道是水平的，火车转弯时，做曲线运动，需要的向心力由哪些力提供呢？ 问题5：火车的质量很大，行驶的速度也不很小，如此长时间后，对轨道和列车有什么影响？ 问题6：如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢？ 问题7：当轨道平面与水平面之间的夹角θ和转弯半径R确定的时候，速度多大时轨道不受挤压？ v=gRtanθ=gRsinθ=gRhL 问题8：如果火车实际行驶的速度大于此速度时，向心力应该由哪些力提供？如果小于此速度又怎么样呢？ 讨论与探究 火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面. 受力分析，确定向心力（向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供）. 缺点：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，对火车和铁轨损害很大. （二）、拱形桥 课件展示交通工具（自行车、汽车等）过拱形桥.（视频） 问题情境： 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。 通过提问，引导学生进入状态。 问题1：如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向上受力如何？ 问题2：如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？ 问题3：如果汽车在拱形桥上，以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候，桥面受到的压力如何？ 问题4：根据上式，结合前面的问题你能得出什么结论？ a、汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg； b、汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越小。 问题5：试分析如果汽车的速度不断增大，会有什么现象发生呢？ 问题6：汽车的速度比v=0gR 更大呢？汽车会怎么运动？（提示，此时汽车受力、速度、加速度如何） 问题7：如果是凹形桥，汽车行驶在最低点时，桥面受到的压力如何？ 问题8：前面我们曾经学习过超重和失重现象，那么试利用“超、失重”的观点定性分析汽车在拱形桥最高点，凹形桥的最低点分别处于哪种状态？ （三）航天器中的失重现象 就教材 “思考与讨论”展开讨论。 然后以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例做些说明，当飞船距地面高度为一、二百千米时，它的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重，除此之外，他还可能受到飞船座舱对他的支持力FN，引力与支持力的合力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力。 此处观看1分钟视频。 说明：因为在下一章《万有引力与航天》中对此类问题有更详细的阐述，所以在此处仅作简单介绍，使学生简单了解。 （四）、离心运动 思路总结： 1.提供的外力F超过所需的向心力,物体靠近圆心运动. 2.提供的外力F恰好等于所需的向心力,物体做匀速圆周运动. 3.提供的外力F小于所需的向心力,物体远离圆心运动. 4.物体原先在做匀速圆周运动，突然间外力消失，物体沿切线方向飞出. 知识拓展：离心运动的应用 观看视频 三．自己动手制作火车轨道和火车轮的模型。 教学评价 （列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法） 1．探究结果的正确性 2．能够正确回答老师或是其他组同学提出的问题 3．模型制作的正确性 4．学生间的合作探究集体成果的体现 5．对其他观点提出有价值的质疑 以上通过制定相应的量表，用一个统一的标准对上述评价要素进行量化处理。