【教學(xué)設(shè)計(jì)】生活中的圓周運(yùn)動(dòng)_物理_高中_喬紅霞_370802001

1、生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)山東省濟(jì)寧市第一中學(xué) 喬紅霞【教材分析】 本節(jié)是人教版高中物理必修2第五章第7節(jié)，是曲線運(yùn)動(dòng)一章的最后一節(jié)。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的復(fù)習(xí)與鞏固，又是后面繼續(xù)學(xué)習(xí)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。教材中每個(gè)例子的選擇都各有特點(diǎn)，很有代表性：鐵路的彎道用來分析水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；拱形橋和凹形橋用來分析豎直面上的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)；航天器中的失重現(xiàn)象研究失重問題；離心運(yùn)動(dòng)則研究向心力不足時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。如果面面俱到，難免會(huì)蜻蜓點(diǎn)水，為了在教學(xué)中突出重點(diǎn)、分散難點(diǎn)，我將教材內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，分兩課時(shí)完成。本課為第一課時(shí)主要討論鐵路彎道的設(shè)計(jì)意圖和汽車通過拱形橋

2、和凹形橋頂點(diǎn)（最高點(diǎn)和最低點(diǎn)）時(shí)的力、速度、加速度問題，以及提供的向心力不滿足需要的向心力時(shí)，物體離心運(yùn)動(dòng)或近心運(yùn)動(dòng)?！緦W(xué)情分析】 通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有了較為清晰地認(rèn)識(shí)，知道做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要有力提供向心力，但是對(duì)于向心力的概念理解還不夠深入，學(xué)生常常誤認(rèn)為向心力是一種特殊的力，是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的力，做離心運(yùn)動(dòng)的物體受到離心力的作用。同時(shí)高一的學(xué)生思維活躍，求知欲強(qiáng)，他們很希望參與到課堂中來，自主的解決問題?！救S學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)與技能過程與方法情感態(tài)度和價(jià)值觀1、 進(jìn)一步理解向心力的概念。2、 能在具體問題中找到向心力的來源。經(jīng)歷觀察思考，自主探究，交流討論等活

3、動(dòng)，會(huì)用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，合作意識(shí)；感悟科學(xué)的嚴(yán)肅性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：在具體問題中找到向心力的來源【教學(xué)策略】1教法：使用情境激趣、設(shè)疑引導(dǎo)、適時(shí)點(diǎn)撥的方式引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)；2學(xué)法：學(xué)生在教師的引領(lǐng)下，通過觀察現(xiàn)象、自主探究、交流討論等方式參與到課堂中來，體驗(yàn)求知樂趣，成為學(xué)習(xí)的主人。3教學(xué)資源：（1）多媒體課件；（2）演示視頻：火車轉(zhuǎn)彎；（3）分組探究：拱形橋最高點(diǎn)、凹形路面最低點(diǎn)；【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)鞏固、明確方法我通過提問的方式，幫助學(xué)生回憶向心力的特點(diǎn)和計(jì)算向心力的多種表達(dá)式，讓學(xué)生對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體做出受力分析并找到向心力的來源。二、設(shè)置

4、情景、引入新課首先，播放一段描述火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的視頻，將學(xué)生的注意力吸引到火車轉(zhuǎn)彎這一具體情境中來。我就此提出兩個(gè)問題：1.火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的設(shè)計(jì)速度是怎樣規(guī)定的？2火車內(nèi)、外軌道一樣高時(shí)，是什么力提供向心力？學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂，既引起了他們的興趣，又為他們的學(xué)習(xí)指明了方向。3、 設(shè)疑引導(dǎo)、自主探究問題1：火車轉(zhuǎn)彎水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)這一部分集中了本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，為了降低學(xué)習(xí)難度，針對(duì)火車轉(zhuǎn)彎，我巧設(shè)梯度，從以下三個(gè)部分組織教學(xué)：1 認(rèn)識(shí)火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 學(xué)生通過觀察視頻，認(rèn)識(shí)到火車轉(zhuǎn)彎要靠鐵軌和車輪的作用。然后，觀察車輪和軌道結(jié)構(gòu)，描述火車車輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并提示學(xué)生思考車輪輪緣的作用。進(jìn)一步提出問題

5、：你認(rèn)為火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力來自哪里？經(jīng)過觀察和思考，學(xué)生已經(jīng)不難想到向心力的來源。而后追問：你認(rèn)為這樣的轉(zhuǎn)彎方式有什么弊端嗎？學(xué)生通過思考，結(jié)合上課之初播放的視頻，不難回答出這樣做的危害性。2 真實(shí)的火車彎道的情況那么設(shè)計(jì)師有什么好的方法嗎？通過提問，了解學(xué)生對(duì)實(shí)際鐵路彎道特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)情況。而后通過圖片，使學(xué)生認(rèn)識(shí)鐵路彎道處內(nèi)軌低而外軌高的特點(diǎn)；從而發(fā)出疑問，彎道處這樣設(shè)計(jì)的用意何在呢？提示學(xué)生從受力分析入手，找到此時(shí)向心力的來源，并要求學(xué)生畫出受力分析圖。除了正確的分析外，學(xué)生很可能將重力與支持力的合力畫成沿斜面向下，這是對(duì)彎道的圓心位置分析不清造成的，對(duì)學(xué)生可能做出的兩種向心力的方

6、向，給學(xué)生強(qiáng)調(diào)火車轉(zhuǎn)彎抽象成水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，突破難點(diǎn)。然后趁熱打鐵，引導(dǎo)學(xué)生從定性到定量，寫出重力與支持力的合力的表達(dá)式，為下一步的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。3假如你是設(shè)計(jì)師為了解決開課時(shí)提出的兩個(gè)問題，我設(shè)計(jì)了第三部分假如你是設(shè)計(jì)師。首先，設(shè)置情境：你設(shè)計(jì)了一段半徑為r，軌道傾角為的鐵路彎道，你會(huì)如何設(shè)計(jì)火車轉(zhuǎn)彎的速度？提示學(xué)生從解決圓周運(yùn)動(dòng)一般本思路出發(fā)，從供需平衡關(guān)系入手，列出方程，從而得出設(shè)計(jì)速度的表達(dá)式。從表達(dá)式的得出過程，引導(dǎo)學(xué)生理解，設(shè)計(jì)速度的規(guī)定實(shí)際是為了保證由重力和支持力的合力提供向心力，從而避免車輪和鐵軌間的擠壓，保證行車安全。接著，對(duì)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)彎速度進(jìn)行分析討論：（1）設(shè)計(jì)速度與火

7、車的質(zhì)量無關(guān)；（2）火車轉(zhuǎn)彎的半徑一般很大。最后，讓學(xué)生討論實(shí)際行駛的速度大于設(shè)計(jì)速度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)什么情況？實(shí)際行駛的速度小于設(shè)計(jì)速度時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)什么情況？結(jié)論：轉(zhuǎn)彎處速度過大、過小都不是安全的，火車司機(jī)在轉(zhuǎn)彎處最好將行駛速度和設(shè)計(jì)速度相接近或吻合。類比：圓錐擺問題、漏斗內(nèi)小球圓周運(yùn)動(dòng)問題以變式訓(xùn)練題加強(qiáng)練習(xí)。問題2：汽車過橋豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)通過兩道例題，分組探究討論，然后分別展示學(xué)生在拱形橋最高點(diǎn)、凹形橋最低點(diǎn)時(shí)汽車的受力、加速度、向心力來源。進(jìn)一步聯(lián)系超失重問題。通過一道例題加深對(duì)知識(shí)的理解與掌握。問題3：離心運(yùn)動(dòng)當(dāng)提供的力恰好等于需要的向心力時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體提供的

8、向心力突然消失或者提供的向心力不足時(shí)，物體將做什么運(yùn)動(dòng)呢？引入離心運(yùn)動(dòng)。簡單介紹離心運(yùn)動(dòng)的定義、條件、應(yīng)用與防止。同時(shí)將汽車轉(zhuǎn)彎與火車轉(zhuǎn)彎相比較。四、總結(jié)方法、完善認(rèn)識(shí)通過本節(jié)的教學(xué)不僅要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到解決圓周運(yùn)動(dòng)（水平面內(nèi)的勻速圓周、豎直面內(nèi)的圓周特殊點(diǎn)）問題的一般方法，更重要的是使他們認(rèn)識(shí)到火車轉(zhuǎn)彎的模型在生活中是普遍存在的，認(rèn)識(shí)到生活中的簡單現(xiàn)象往往就是解決實(shí)際問題的靈感的來源。進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生，還有哪些生活中的運(yùn)動(dòng)也使用了相同的設(shè)計(jì)思想？使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自行車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎也有相似的情況，從而從特殊到一般，深化學(xué)生的認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過對(duì)事故原因的科學(xué)分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到尊重規(guī)律的重要性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。5、 課堂總結(jié) 本節(jié)課通過列舉火車轉(zhuǎn)彎和汽車過橋等實(shí)例，總結(jié)出處理圓周運(yùn)動(dòng)的基本思路F提=F需=等。6、 布置作業(yè)、課后拓展課后作業(yè)是學(xué)生再學(xué)習(xí)的重要途徑，本節(jié)課后我安排了兩項(xiàng)作業(yè)。旨在讓學(xué)生鞏固知識(shí)的同時(shí)，認(rèn)識(shí)物理與社會(huì)的聯(lián)系，將對(duì)學(xué)生的知識(shí)教育和情感教育引向課外。1. 課后與練習(xí)1、2、3、4題2. 學(xué)案上的課后評(píng)測練習(xí)【板書設(shè)計(jì)】 5.7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)（一）1 鐵路的彎道2 拱形橋最高點(diǎn)：最低點(diǎn)：3 離心運(yùn)動(dòng)【總體設(shè)計(jì)思想】本節(jié)課的設(shè)計(jì)思想是借助問題給學(xué)生一個(gè)思維的支點(diǎn)，在教師的引領(lǐng)下，從分析