一、核心素养目标
1. 物理观念：理解线速度、角速度、周期、向心力等基本概念，掌握匀速圆周运动与变速圆周运动的区别。
2. 科学思维：通过比值定义法、极限法、控制变量法分析物理量间的关系，培养逻辑推理能力。
3. 科学探究：设计实验探究向心力与质量、半径、线速度的关系，提升实验设计与数据处理能力。
4. 社会责任：结合汽车转弯、过拱桥等实例，培养安全意识和实际问题解决能力。
二、教学重点与难点
重点：
线速度、角速度的定义及关系（公式：( v = romega )）。
匀速圆周运动的特征（速度大小不变、方向变化）与非匀速圆周运动的受力分析。
向心力的来源及计算（公式：( F = frac{mv^2}{r} = momega^2r )）。
难点：
角速度的物理意义及其与线速度的转换。
向心力的动态分析（如汽车转弯时的摩擦力变化）。
离心运动的条件与实际应用（如洗衣机脱水原理）。
三、单元教学设计流程（大单元视角）
1. 单元情境创设
核心任务：分析“车辆转弯时为何易发生侧滑”。
子任务分解：
1. 如何描述车轮转动的快慢（引入线速度、角速度）。
2. 摩托车飞车表演的向心力来源（探究向心力与重力的关系）。
3. 自行车转弯的加速度计算（结合牛顿第二定律）。
4. 汽车转弯的动力学分析（摩擦力和道路倾斜角的作用）。
2. 课时安排与活动设计
课时1：圆周运动的描述
活动：观察自行车齿轮转动，对比不同点的线速度与角速度。
实验：用细线拴小球模拟圆周运动，测量周期与半径的关系。
课时2：向心力与向心加速度
探究实验：使用向心力演示仪验证( F propto m, omega^2, r )。
案例分析：地球公转的向心力来源（万有引力）。
课时3：生活中的圆周运动
实例分析：汽车过拱桥、火车转弯的轨道设计。
讨论：解释离心运动的利弊（如脱水机与交通事故）。
四、单课教案示例（以“线速度与角速度”新课为例）
1. 导入新课（5分钟）
情境提问：“钟表指针与风扇叶片转动快慢如何比较？”。
视频演示：砂轮切割金属的火花方向（引入线速度方向）。
2. 知识讲解（15分钟）
线速度：
定义：( v = frac{Delta s}{Delta t} )（弧长与时间的比值）。
方向：圆周切线方向（动态演示砂轮切割实验）。
角速度：
定义：( omega = frac{Delta
heta}{Delta t} )（角度变化率）。
单位：弧度/秒（rad/s）。
关系推导：( v = romega )（结合数学几何与公式变形）。
3. 小组活动（10分钟）
任务：计算自行车前轮与后轮的线速度差异（给定齿轮半径比例）。
工具：实物模型或动画模拟。
4. 总结与作业（5分钟）
小结：匀速圆周运动是变速运动（速度方向变化）。
作业：分析电风扇叶片各点的线速度与角速度关系。
五、教学策略与评价
1. 教学方法：
实验探究法：通过向心力实验强化科学探究能力。
任务驱动法：以“车辆转弯”为核心任务串联知识点。
2. 评价方式：
形成性评价：课堂讨论记录、实验报告分析。
终结性评价：单元测试（含离心现象应用题）。
六、资源推荐
课件：人教版《圆周运动》PPT（含线速度、角速度动画演示）。
实验器材：向心力演示仪、圆周运动模型（小球与细绳）。
拓展阅读：《天体运动中的圆周规律》（链接宇宙速度与单元知识关联）。
通过以上设计，学生不仅能掌握圆周运动的物理规律，还能通过实际问题的解决深化对核心素养的理解。
