资源简介

“生活中的圆周运动”教学设计
【教学对象】高一年级学生
【教材】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理必修第二册》第六章第四节
【教材内容分析】
教材单独安排“生活中的圆周运动”一节，试图让学生应用圆周运动的知识解释物理现象并解决一些实际问题，从而促进学生进一步理解运动与相互作用的关系，发展学生的运动与相互作用观念。
本节旨在通过丰富的实例，让学生通过受力分析、运动分析建立圆周运动模型，再运用牛顿运动定律和圆周运动知识求解一些具体问题。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。
通过对实例的分析，要让学生逐步掌握处理圆周运动的基本方法，引导他们学会确定运动轨迹、圆心和半径，能根据圆心位置确定向心加速度方向，再进行受力分析，确定向心力的来源并建立力与运动联系的方程。这个过程就是先将实际问题转化为圆周运动的模型，再对问题进行求解。
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，对运动与相互作用观有了初步的认识。本节对圆周运动进行分析，本质上仍然是应用牛顿第二定律来解决问题，两者求解的思路是相同的。教学中指出这种相同性不仅有利于学生建构自己的知识结构，也会进一步深化运动与相互作用的观念。
【课标要求】
能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。了解生产生活中的离心现象及其产生的原因。
【教学目标】
1、物理观念
（1）会分析火车转弯、汽车过拱形桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的问题；
2、科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3、科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4、科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
【教学重点】
具体问题中向心力的来源。
【教学难点】
具体问题中向心力的来源尤其是火车转弯问题。
【教学策略】
本节课在教学的指导思想上，始终坚持“教师为主导，学生为主体”的原则，教师通过创设问题情境和有效的设问引导，让学生亲历物理规律的构建过程。
在教学方法和手段上，综合应用实验演示、讲授、谈话和讨论等多种方法，并辅以多媒体等手段，把教学过程设计成以学生已有知识为基础，以问题为主线的师生对话交流的过程。
在学法指导上，让学生尝试自已观察思考、描述实验现象，分析概括，得出结论；使学生在获取知识的过程中，领会物理学的研究方法，受到科学思维方法训练以及协作精神、探索精神等情感态度与价值观教育。
【教学用具】
多媒体课件
【教学过程设计】
1、火车转弯（熊琳颖）
教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
一、知识点复习 提问有关之前所学向心力的知识点，并从“供”“需”两方面进一步分析向心力公式。 学生跟随着老师的步伐共同复习相关知识点 通过对向心力相关知识点的复习，引导学生从供需两方面来看待生活中的向心力的一些问题
二、情景引入 让学生们观看PPT上的图片，找到图片1的规律，观看图片2，观察在转弯处火车的内外轨道的高低。 提出问题：为什么会有这样的规律。 对老师提出的问题进行猜想 设计系列问题引导学生思考，在于促进学生主动学习，提高课堂参与度。
三、问题探究 教学活动：教师假设如果火车在平地面上行使时，对火车运动模型进行分析。 学生跟随着老师的步伐共同分析这一模型，体会整个模型分析的过程。 通过建立物理模型，用物理知识加以解释，为后面学习汽车过拱形桥和凹形桥打下基础。
三、问题探究 教学活动： 先让学生对模型进行自主分析，后老师点评，对外规高内轨低的的模型进行受力分析，并求出当支持力和重力的合力完全提供向心力时的临界速度。 思考：火车速度大于临界速度时与火车速度小于临界速度时分别对火车轨道有什么样的影响。 学生先自主分析外规高内轨低的模型，后跟随老师的脚步求解出临界速度。 通过物理模型，学生仿照上例自行利用物理知识加以解释，提高分析问题和解题的能力。
五、练习 通过该题的变形例题来对该模型进行巩固和加深理解。 学生自行分析两道题得出答案，老师指导点评。 对火车模型进行巩固和加深理解。进而推广到生活实际中。
2、汽车过拱形桥和凹形桥（廖昱锦）
教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
一、情景引入 分析并提问：汽车过桥时，也可以看做圆周运动。是什么力提供汽车的向心力呢？ 学生回答：重力？重力和支持力的合力？ 学生一般有在拱形桥面上乘坐汽车的经历，先让学生建立生活体验与路面状态的对应关系
二、问题探究（拱形桥） 问题：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为r。分析车对桥的压力。 教学活动：对物体从受力的角度分析，总结出汽车在拱形桥上运动的特点。 思考：汽车在拱形桥上但不在最高点时，又该如何分析汽车所受的向心力？ 学生随老师一同分析这个物理模型，要求熟练运用牛二、圆周运动、注意牛三的分析。体会整个模型分析的过程。 针对思考，引导学生运动分解的方法来得出答案 通过建立物理模型，用物理知识加以解释，为后面学习航天打下基础。
三、问题探究（凹形桥） 问题：质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为r。分析车对桥的压力。 教学活动：给学生留有自行分析的时间，在这段时间里老师可以巡查指导，发现问题，过后老师简略分析该模型的巡查时发现的问题，总结出汽车在凹形桥上运动的特点。 和上一个模型类似，要求学生先自行独立仿照上例来分析。要求熟练运用牛二、圆周运动、注意牛三的分析。体会整个模型分析的过程。 通过物理模型，学生仿照上例自行利用物理知识加以解释，提高分析问题和解题的能力。
四、小结 通过对车过拱形桥和凹形桥的小总结，加深对该模型的理解。 能够跟随老师进行总结，要求课后消化理解该模型 加深对模型的理解和掌握。
五、练习 通过两道该模型的变形例题来对该模型进行巩固和加深理解。理解为什么会“放炮”和“飞离”。 学生自行分析两道题得出答案，老师指导点评。 对该模型进行巩固和加深理解。理解为什么会“放炮”和“飞离”。
【板书设计】
1、火车转弯
V=V0:正常行使
V>V0:外轨易损坏
V2、汽车过拱形桥和凹形桥

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