全册核心素养教案

第五章 抛体运动

1.曲线运动

2.运动的合成与分解

3.实验：探究平抛运动的特点

4.抛体运动的规律

一、本章课时安排

本章共4节内容，结合核心素养培养要求和教学实践，总课时安排为6课时，具体分配如下：

1.曲线运动：1课时

2.运动的合成与分解：1课时

3.实验：探究平抛运动的特点：2课时（含实验操作与数据处理）

4.抛体运动的规律：2课时（含例题解析与练习巩固）

二、本章核心素养目标

1.物理观念：理解曲线运动的速度方向、受力特点；掌握运动的合成与分解法则；明确平抛运动的规律及抛体运动的共性与差异，形成对曲线运动的系统认知。

2.科学思维：通过分析曲线运动的分解过程，培养化曲为直的建模思想；运用平抛运动规律解决实际问题，提升逻辑推理和数学运算能力。

3.科学探究：经历平抛运动特点的探究实验，学会设计实验方案、操作实验仪器、处理实验数据，体会科学探究的基本流程。

4.科学态度与责任：认识曲线运动在生活和生产中的广泛应用，感受物理知识与实际的联系，培养运用物理知识解决实际问题的意识和责任感。

三、分节详细教学过程

第1课时：曲线运动

（一）导入新课（5分钟）

展示生活中的曲线运动实例：运动员投出的篮球轨迹、地球绕太阳公转的轨道、砂轮打磨时炽热微粒的运动轨迹。提问：“这些运动与我们之前学的直线运动有什么不同？”“砂轮打磨出的微粒沿什么方向飞出？”通过实例引发学生思考，自然引入本节课主题——曲线运动。

（二）新课讲授（25分钟）

1.曲线运动的速度方向

￮演示实验：在水平桌面上放置由弧形轨道组成的弯道，让沾有红色印泥的钢球从弯道C端滚入，观察钢球从出口A离开后在白纸上留下的痕迹；拆去一段轨道，出口改在B点，重复实验。引导学生观察白纸上的印迹与轨道曲线的关系，发现印迹是轨道出口处的切线方向。

￮理论推导：引入曲线的切线概念，通过割线逼近切线的过程，说明质点在某一点的速度方向沿曲线在该点的切线方向。结合实例解释：运动员掷链球时，放手后链球沿切线方向飞出；雨天旋转雨伞，雨滴沿伞边缘切线方向飞出。

￮得出结论：曲线运动中速度方向时刻变化，因此曲线运动是变速运动。

2.物体做曲线运动的条件

￮思考与讨论：物体不受力时做匀速直线运动，那么做曲线运动的物体受力有什么特点？

￮演示实验：在水平面上让钢球做直线运动，分别在钢球运动路线的正前方、旁边放置磁铁，观察钢球运动轨迹的变化。当磁铁在正前方时，钢球加速直线运动；当磁铁在旁边时，钢球做曲线运动。

￮分析归纳：当钢球受到的合力方向与速度方向在同一直线上时，做直线运动；当合力方向与速度方向不在同一直线上时，做曲线运动。结合牛顿第二定律，说明合力方向与加速度方向一致，加速度改变速度方向，导致物体做曲线运动。

￮得出结论：当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

（三）巩固练习（10分钟）

1.跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹为曲线，分析在轨迹上不同位置的速度方向与入水时速度方向的关系。

2.汽车以恒定速率绕圆形广场行驶，每行驶半周，速度方向改变多少角度？通过练习强化对曲线运动速度方向和受力特点的理解。

（四）课堂小结（5分钟）

师生共同梳理本节课核心知识点：曲线运动的速度方向（切线方向）、曲线运动是变速运动、物体做曲线运动的条件（合力与速度方向不在同一直线），构建知识框架。

第2课时：运动的合成与分解

（一）导入新课（5分钟）

提出问题：“人在河中始终朝正前方游向对岸，为什么往往不会在对岸正前方到达？”“如何分析这种同时参与两个方向运动的情况？”引发学生思考，引入运动的合成与分解的概念。

（二）新课讲授（25分钟）

1.一个平面运动的实例

￮演示实验：在长约1m的玻璃管内注满清水，放入红蜡块，将玻璃管倒置，观察蜡块沿玻璃管匀速上升；同时将玻璃管紧贴黑板水平向右匀速移动，观察蜡块相对于黑板的运动轨迹。

￮引导分析：蜡块同时参与了两个运动——沿玻璃管向上的匀速运动和随玻璃管水平向右的匀速运动，这两个运动是分运动，蜡块相对于黑板的运动是合运动。

2.运动的合成与分解法则

￮建立坐标系：以蜡块开始匀速运动的位置为原点O，水平向右为x轴，竖直向上为y轴，建立平面直角坐标系。

￮推导位移关系：设玻璃管向右移动的速度为，蜡块沿玻璃管上升的速度为，则任意时刻蜡块的坐标为，消去时间t得，说明合运动轨迹为直线。

￮推导速度关系：根据勾股定理，合速度大小，合速度方向与x轴正方向的夹角。

￮得出结论：运动的合成与分解遵从矢量运算法则，即平行四边形定则（或三角形定则）。分运动的位移、速度、加速度的合成即为合运动的对应物理量，反之亦然。

3.实例应用

￮例题解析：商场的自动扶梯与水平面夹角为30°，前进速度为0.76m/s，顾客甲在扶梯上站立不动，顾客乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶（每级台阶高0.15m）的速度匀速上楼，楼层高4.56m，比较两位顾客到达楼上的时间。通过例题让学生掌握如何分解运动并利用分运动规律解决问题。

（三）巩固练习（10分钟）

1.炮筒与水平方向成30°角，炮弹射出时的速度大小为800m/s，求水平方向和竖直方向的分速度。

2.汽艇以18km/h的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，河宽500m，若河水不流动，汽艇驶到对岸需要多长时间？若河水流速是3.6km/h，汽艇驶到对岸需要多长时间？在对岸何处靠岸？通过练习巩固运动的合成与分解法则的应用。

（四）课堂小结（5分钟）

总结分运动与合运动的概念、运动的合成与分解所遵循的矢量法则，强调运动的独立性原理（一个方向的分运动不会影响另一个方向的分运动），为后续平抛运动的学习奠定基础。

第3-4课时：实验：探究平抛运动的特点

第1课时：实验设计与操作

（一）导入新课（5分钟）

回顾上节课运动的合成与分解知识，提出问题：“水平抛出的物体，它的运动可以分解为哪些分运动？”“这些分运动有什么特点？”引出本节课的实验主题——探究平抛运动的特点。

（二）实验原理与方案设计（15分钟）

1.实验原理：将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的分运动，分别探究两个方向的运动规律。

2.方案讨论：

￮方案一：用频闪照相或录制视频的方法，记录小球做平抛运动的不同时刻位置，分析水平和竖直方向的位移变化。

￮方案二：先探究竖直方向分运动，再探究水平方向分运动。通过对比实验，让小球A做平抛运动，小球B同时自由下落，观察两球是否同时落地；再通过描迹法画出平抛运动轨迹，结合竖直方向运动规律分析水平方向运动。

3.实验器材选择：斜槽、小球、木板、白纸、复写纸、刻度尺、重锤线、计时器等。

（三）实验操作（20分钟）

1.安装实验装置：将斜槽固定在铁架台上，确保斜槽末端水平；在木板上固定白纸和复写纸，木板竖直放置，使小球做平抛运动时能撞击复写纸在白纸上留下印迹。

2.调整装置：用重锤线校准木板，使木板平面与小球运动平面平行；调整斜槽高度，确保小球能从斜槽末端水平飞出。

3.进行实验：

￮探究竖直方向分运动：让小球A从斜槽末端水平飞出（平抛运动），同时在同一高度释放小球B（自由落体运动），观察两球落地时间是否相同；改变小球A的释放高度和斜槽倾角，重复实验多次。

￮描迹法画平抛轨迹：让小球从斜槽的同一位置由静止释放，每次释放前确保小球与斜槽接触处无摩擦；小球撞击木板上的复写纸，在白纸上留下印迹；上下调节木板，重复实验，在白纸上记录多个不同高度的印迹。

第2课时：数据处理与实验结论

（一）数据处理（15分钟）

1.竖直方向分运动分析：记录小球A和小球B每次落地的时间，比较两者的时间是否相等，得出平抛运动竖直方向分运动为自由落体运动的结论。

2.水平方向分运动分析：

￮在平抛轨迹白纸上建立坐标系，以斜槽末端小球球心位置为原点O，水平向右为x轴，竖直向下为y轴。

￮测量各印迹到原点的水平距离x和竖直距离y，根据自由落体运动规律，计算出小球到达各印迹的时间t。

￮计算各时间间隔内的水平位移，分析水平位移与时间的关系，得出平抛运动水平方向分运动为匀速直线运动的结论。

（二）实验误差分析（10分钟）

引导学生讨论实验中可能出现的误差来源：斜槽末端不水平导致初速度不水平；小球与斜槽间的摩擦导致初速度不稳定；印迹记录时小球球心位置判断不准确；空气阻力对小球运动的影响等。提出减小误差的方法：仔细调整斜槽末端水平；选用质量较大的小球减小空气阻力影响；多次测量取平均值等。

（三）实验结论与拓展（15分钟）

1.实验结论：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

2.拓展学习：介绍用传感器和计算机描绘平抛运动轨迹的方法，展示传感器实验装置图和计算机绘制的轨迹图，让学生了解现代实验技术的优势。

3.

第5-6课时：抛体运动的规律

第1课时：平抛运动的规律推导

（一）导入新课（5分钟）

回顾上节课的实验结论，提出问题：“既然平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，那么如何用数学表达式描述平抛运动的速度和位移？”引入本节课的主题——平抛运动的规律。

（二）新课讲授（25分钟）

1.平抛运动的速度规律

￮建立坐标系：以抛出点为原点O，水平初速度的方向为x轴，竖直向下为y轴，建立平面直角坐标系。

￮分速度推导：水平方向不受力，加速度为0，所以水平分速度；竖直方向只受重力，加速度为g，初速度为0，所以竖直分速度。

￮合速度推导：根据勾股定理，合速度大小；合速度方向与x轴正方向的夹角。

2.平抛运动的位移规律

￮分位移推导：水平方向匀速直线运动，水平分位移；竖直方向自由落体运动，竖直分位移。

￮轨迹方程推导：从水平分位移公式中解出，代入竖直分位移公式，得到，说明平抛运动的轨迹是抛物线。

（三）例题解析（10分钟）

例题1：将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出，不计空气阻力，g取10m/s²，求落地时速度方向与水平地面的夹角θ。

•解析：先计算竖直方向分速度，再根据，得出。

•强调：解决平抛运动问题时，需分别分析水平和竖直方向的运动，再结合矢量合成法则求解。

第2课时：斜抛运动规律与综合练习

（一）斜抛运动规律（15分钟）

1.提出问题：“如果物体抛出时的速度不沿水平方向，而是斜向上方，这样的运动叫什么？它的运动规律与平抛运动有什么联系？”

2.规律推导：设斜抛运动的初速度为，与水平方向的夹角为θ，则水平方向分速度，竖直方向分速度。水平方向不受力，做匀速直线运动，水平分位移；竖直方向受重力，做竖直上抛运动，竖直分位移，竖直分速度。

3.轨迹分析：结合推导的位移公式，说明斜抛运动的轨迹也是抛物线，与平抛运动轨迹的区别在于初速度的方向不同。

（二）综合练习（20分钟）

1.基础练习：某无人机以2m/s的速度水平向右匀速飞行，在距离地面20m高处释放一个小球，不计空气阻力，g取10m/s²，求小球下落的时间和落地点与释放点的水平距离。（答案：下落时间2s，水平距离4m）

2.拓展练习：某卡车在限速60km/h的公路上与障碍物相撞，事故现场发现一个从车顶松脱的零件，原位置与陷落点的水平距离为17.3m，车顶距地面高度为2.45m，判断该车是否超速。（提示：先根据竖直方向自由落体运动求出零件下落时间，再计算水平初速度，与限速对比）

（三）课堂小结与拓展（5分钟）

1.小结：总结平抛运动和斜抛运动的速度、位移规律，强调两者都是抛体运动，都可以分解为水平和竖直方向的分运动，遵循矢量合成与分解法则。

2.拓展：介绍抛体运动在生活中的应用，如运动员投篮、炮弹发射等，让学生体会物理知识的实际价值。

四、本章总结与作业布置

1.本章总结：引导学生构建本章知识框架，梳理曲线运动、运动的合成与分解、平抛运动、斜抛运动之间的逻辑关系，强化核心知识点的记忆与理解。

2.作业布置：

￮基础作业：教材课后练习与应用1-4题，巩固平抛运动和斜抛运动的规律应用。

￮拓展作业：设计一个实验，测量自己抛出的篮球的初速度；查阅资料，了解抛体运动在体育竞技中的应用，撰写一篇简短的说明文。

第六章 圆周运动

1.圆周运动

2.向心力

3.向心加速度

4.生活中的圆周运动

第六章 圆周运动 核心素养教案

一、本章课时安排

本章共4节内容，立足核心素养培养目标，结合高中物理教学大纲要求与课堂实践规律，总课时规划为7课时，具体分配如下，兼顾理论讲解、实验探究、例题解析与巩固练习，确保教学节奏合理：

1.圆周运动：1课时（基础概念建立，奠定认知基础）

2.向心力：2课时（含实验探究与规律应用，突破重难点）

3.向心加速度：1课时（理论推导与物理意义解读）

4.生活中的圆周运动：3课时（分类解析、实例探究与综合应用）

二、本章核心素养目标

1.物理观念：理解圆周运动的线速度、角速度、周期等描述量及相互关系；掌握向心力的定义、公式与来源，明确向心加速度的物理意义、公式及方向特点；能结合生活实例辨析圆周运动的受力与运动规律，形成对圆周运动的系统认知，深化矢量观念与相互作用观念。

2.科学思维：通过线速度、角速度的定义推导，培养抽象概括能力；借助向心力实验探究，学会化繁为简的建模思想（控制变量法）；运用圆周运动规律分析生活实例，提升逻辑推理、数学运算与综合分析能力，能区分离心现象的本质与应用。

3.科学探究：参与“探究向心力大小与哪些因素有关”的实验，学会设计实验方案、操作实验仪器、控制变量、处理实验数据并分析误差，体会科学探究的完整流程，培养动手操作与数据分析能力。

4.科学态度与责任：认识圆周运动在交通、机械、天体运动等领域的广泛应用，感受物理知识与生产生活、科技发展的紧密联系；通过分析离心现象的利弊，树立安全意识与辩证思维，培养运用物理知识解决实际问题的责任感与创新意识。

三、分节详细教学过程

第1课时：圆周运动

（一）导入新课（5分钟）

展示多组生活与自然中的圆周运动实例：游乐场的摩天轮、旋转木马、汽车转弯、地球绕地轴自转、月球绕地球公转、机械齿轮的转动。播放短视频片段，引导学生观察并思考：“这些运动的轨迹有什么共同特点？”“与直线运动、抛体运动相比，圆周运动的速度方向和大小有什么变化规律？”通过具象化实例引发学生认知冲突，自然引入本章主题——圆周运动，激发学生探究兴趣。

（二）新课讲授（28分钟）

1. 圆周运动的基本特征

引导学生结合实例总结：圆周运动是质点沿圆周轨迹的运动，分为匀速圆周运动和变速圆周运动。强调：匀速圆周运动的“匀速”仅指速率不变，速度方向时刻变化，因此匀速圆周运动是变速运动，一定存在加速度。

2. 描述圆周运动的物理量

（1）线速度：类比直线运动的速度定义，推导圆周