一、教学目标
1. 知识与技能
- 理解圆周运动的基本概念，包括线速度、角速度和向心加速度。
- 掌握匀速圆周运动的特点及其相关公式。
2. 过程与方法
- 通过实验观察和数据分析，培养学生探究物理现象的能力。
- 运用数学工具分析圆周运动中的物理量关系。
3. 情感态度与价值观
- 激发学生对物理学的兴趣，培养科学探索精神。
- 强调理论联系实际，让学生感受到物理知识在日常生活中的广泛应用。
二、教学重点与难点
- 重点：
圆周运动中线速度、角速度和向心加速度的概念及计算公式。
- 难点：
向心力的来源及其方向判断。
三、教学过程
1. 导入新课
教师通过播放一段视频或展示图片（如地球绕太阳公转、车轮转动等），引导学生思考这些现象背后的共同特征——圆周运动。
提问：
- 大家在生活中见过哪些圆周运动？
- 这些运动有什么特点？
引入课题：今天我们将学习圆周运动的基础知识。
2. 新课讲授
（1）圆周运动的基本概念
讲解什么是圆周运动，并举例说明其广泛存在性。例如：
- 自然界中的行星运动；
- 工程技术中的齿轮传动。
（2）线速度与角速度
定义线速度 \( v = \frac{\Delta s}{\Delta t} \)，角速度 \( \omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t} \)。并通过实例帮助学生理解两者之间的区别和联系。
（3）向心加速度
介绍向心加速度的方向始终指向圆心，大小为 \( a_c = \frac{v^2}{r} \) 或 \( a_c = \omega^2 r \)。结合板书推导公式，让学生明确推导过程。
（4）向心力
强调向心力的作用是提供物体做圆周运动所需的向心加速度。通过实例分析，帮助学生理解向心力的来源可以是多种多样的，比如重力、弹力、摩擦力等。
3. 实验探究
设计一个简单的实验：让一个小球绑在线的一端，在水平面内旋转。观察小球的运动轨迹，测量其线速度和角速度，并验证向心力的存在。
步骤如下：
1. 将小球固定在线的一端，使其在水平面内旋转。
2. 测量旋转半径 \( r \) 和周期 \( T \)，计算角速度 \( \omega \)。
3. 计算向心力 \( F_c = m \cdot a_c \)，并与实际感受对比。
4. 巩固练习
布置以下题目供学生完成：
1. 一辆汽车以恒定速度沿圆形跑道行驶，已知跑道半径为 50 米，汽车的速度为 20 m/s，求汽车的角速度和向心加速度。
2. 在地球表面附近，卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为 \( R = 6.4 \times 10^6 \) 米，周期为 90 分钟，求卫星的线速度和向心加速度。
四、课堂总结
回顾本节课的主要
- 圆周运动的基本概念；
- 线速度、角速度和向心加速度的定义及计算公式；
- 向心力的来源及其作用。
布置作业：查阅资料，寻找更多关于圆周运动的实际应用案例。
五、板书设计
```
一、基本概念
1. 圆周运动：物体沿着圆周路径运动。
2. 线速度：\( v = \frac{\Delta s}{\Delta t} \)
3. 角速度：\( \omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t} \)
二、向心加速度
1. 公式：\( a_c = \frac{v^2}{r} \) 或 \( a_c = \omega^2 r \)
2. 方向：指向圆心
三、向心力
1. 来源：重力、弹力、摩擦力等
2. 作用：提供向心加速度
```
通过以上教学设计，旨在帮助学生系统掌握圆周运动的基础知识，同时激发他们的学习兴趣和实践能力。
