高中物理生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、課堂 教學(xué)設(shè) 計(jì)方案課 題：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)者：_單 位：授課班級：高一早節(jié)名稱人教版高中物理必修2§5.8生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)知識與技能1、會(huì)在具體問題中分析向心力來源，進(jìn)一步認(rèn)識和理解向心力是效果力。2、能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例。3、能用圓周運(yùn)動(dòng)知識、解決較為復(fù)雜的綜合性問題。 過程與方法1、 通過對勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)， 提高學(xué)生分析 和解決問題的能力。2、對繁多的生活現(xiàn)象進(jìn)行分析，抓住本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己猜想的能力。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、 從物理學(xué)角度分析生活中的實(shí)例，

2、讓學(xué)生會(huì)用科學(xué)的眼光看待問題。同時(shí)認(rèn)識到物理離不開生活，生活離不開物理分析。2、將太空課堂，擺式列車等科技前沿的資料帶給學(xué)生，增強(qiáng)責(zé)任感和使命感， 激發(fā)用知識建設(shè)祖國的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)設(shè)計(jì) 思路本節(jié)是圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課，教材內(nèi)容豐富，這節(jié)課時(shí)第一課時(shí)。教學(xué)設(shè)計(jì)中，著重體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的教學(xué)理念。課 堂中精選學(xué)生感興趣、有體驗(yàn)、最前沿的事例作為切入點(diǎn)，讓學(xué)生體會(huì)生活中處處 有物理。學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的更高境界。課堂設(shè)計(jì)中，安排了許多環(huán)節(jié)，讓學(xué)生感受 用所學(xué)知識解決了問題的成就感。擺式列車的猜想，旋轉(zhuǎn)飛椅的高度問題，衛(wèi)星速度的拓展，尤其是太空軌道的調(diào)節(jié)， 讓學(xué)生敢于用物理思維解決生活

3、問題，搭建物理和社會(huì)的橋梁。對于向心力來源這個(gè)難點(diǎn)，不是用“告知”的方法，而是設(shè)計(jì)了各種層次的實(shí) 驗(yàn)讓學(xué)生自主體驗(yàn)出來。小球在水平桌面上不能做圓周運(yùn)動(dòng)，而在碗里可以，啟發(fā)學(xué)生如何設(shè)計(jì)火車軌道，繼續(xù)思考還可以想到像擺式列車那樣不改變鐵軌而讓車身 自己傾斜，一步步理解水平面上向心力的來源。汽車過橋時(shí)向心力的來源也是通過實(shí)驗(yàn)比較了支持力與重力的大小，使學(xué)生深刻體會(huì)到向心力是重力和支持力的合 力，理解了“向心力是效果力”的含義。生活現(xiàn)象紛繁復(fù)雜，需要抓住本質(zhì)問題。課堂上列舉了許多事例，但不一一分 析，而是讓學(xué)生在比較中學(xué)會(huì)構(gòu)建模型，培養(yǎng)其抽象思維的能力。學(xué)生特征 分析在這節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)

4、動(dòng)的相關(guān)知識，了解了向心加速度和向心力。但在處理具體問題時(shí)障礙還很大：不能主動(dòng)利用牛頓第二定律，認(rèn)為向心力是額外附加的力。這都需要在這節(jié)課加以突破。對于高一這個(gè)階段的學(xué)生， 思維習(xí)慣中形象思維占的比例還很大， 邏輯思維的能力 有待提高。所以還需要多借助實(shí)物模型， 視頻等幫助其加深理解。 對于物理學(xué)的研 究方法有了一定的了解， 可以進(jìn)一步加強(qiáng)其觀察實(shí)驗(yàn)， 構(gòu)建模型，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想 等各種能力。項(xiàng)目內(nèi)容解決措施教學(xué)重點(diǎn)1、理解向心力是一種效果 力。2、在具體問題中能找到是 誰提供向心力的，并結(jié)合牛 頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題。1、 通過凹形橋的受力實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到支 持力大于重力，合力充當(dāng)向心力

5、。2、用軌道的模型和碗內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)幫助學(xué)生尋找向 心力，對不熟悉的生活冋題產(chǎn)生親身感受。教學(xué)難點(diǎn)1、具體問題中向心力的來 源。2、關(guān)于對臨界問題的討論 和分析。禾U用對飛車的認(rèn)識，理解臨界速度的含義，學(xué)習(xí) 臨界速度的處理方法。教學(xué)資源媒體內(nèi)容要點(diǎn)教學(xué)作用所得結(jié)論生活中常見圓周運(yùn)動(dòng)的圖片由生活實(shí)例引入新課， 增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，搭建生 活和物理的橋梁。認(rèn)識到生活中有許多實(shí) 例可以看做圓周運(yùn)動(dòng)4、28膠濟(jì)鐵路相撞事故模擬動(dòng) 畫設(shè)難置疑，引起思辨。圓周運(yùn)動(dòng)不一定能順利 完成，帶著疑問繼續(xù)學(xué) 習(xí)火車車輪的動(dòng)畫模型和實(shí)際模 型直觀形象，突破車輪結(jié) 構(gòu)的難點(diǎn)了解的火車車輪的特殊 結(jié)構(gòu)和作用。彎曲的鐵軌模型動(dòng)手實(shí)踐

6、，探究向心力 來源向心力來自外軌對車輪 的擠壓透明碗和小球啟發(fā)思考，火車彎道上 如何提供向心力抬咼外軌，由支持力和 重力合成向心力擺式列車資料前沿科技，與學(xué)生的構(gòu) 想吻合，體會(huì)學(xué)以致用 的成就感傾斜車身也可以起到同 樣的作用飛機(jī)盤旋圖片，旋轉(zhuǎn)飛椅圖片提供事實(shí)，構(gòu)建模型許多圓周運(yùn)動(dòng)與火車轉(zhuǎn) 彎遵守相同的規(guī)律旋轉(zhuǎn)飛椅模型玩具啟發(fā)思考，驗(yàn)證猜測， 用物理思維解決生活問 題旋轉(zhuǎn)角度與質(zhì)量無關(guān)拱形橋與凹形橋圖片結(jié)合生活，引發(fā)思考橋梁模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力來源向心力是效果力地球的圖片提供直觀形象的感受地面上的運(yùn)動(dòng)可以看做 圓周運(yùn)動(dòng)翻滾過山車和打夯機(jī)視頻走進(jìn)生活，了解各個(gè)領(lǐng)域 的圓周運(yùn)動(dòng)構(gòu)建模型玩具：太空軌道動(dòng)

7、手實(shí)踐，學(xué)以致用應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際 問題教學(xué)流程圖:開始復(fù)習(xí)、提煉研究圓周運(yùn)動(dòng)的方法觀看火車相撞視頻，引發(fā)思考展示拱形橋與凹形橋的圖片, 思考為什么拱形橋更多見？出示火車車輪和軌道模型，組織學(xué) 生探究向心力的來源理論分析找到向心力動(dòng)手實(shí)踐，體會(huì)輪緣在平路 和彎路上的作用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證汽車駛過凹 形橋時(shí)受到的支持力 大于重力。演示小球在碗里的圓周運(yùn)動(dòng), 啟發(fā)學(xué)生思考體會(huì)向心力是效果力理解如何設(shè)計(jì)鐵路的 彎道，并計(jì)算傾角學(xué)習(xí)拱形橋上的臨界速度的意義和 求法。并拓展到衛(wèi)星的發(fā)射引導(dǎo)學(xué)生理解轉(zhuǎn)彎處 火車限速的原因提供擺式列車的資料，與 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合。舉一反三，構(gòu)建模型。用物理知識 解決生活問題舉一反

8、三，構(gòu)建模型。學(xué)以致用總結(jié)：使提供的向心力滿足所需的向 心力是設(shè)計(jì)圓周運(yùn)動(dòng)的核心思路應(yīng)用知識，拼接玩具教學(xué)過程教 學(xué) 環(huán) 節(jié)教師的活動(dòng)學(xué)生的活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖提出本節(jié)的內(nèi)容重在學(xué)以致觀察圖片，從熟悉的生活情境人用貼近學(xué)生的游樂和用。手，養(yǎng)成主動(dòng)用物理知識研究生體育項(xiàng)目，以及全社會(huì)引出示圖片，讓學(xué)生感受到生活活實(shí)例的習(xí)慣。都關(guān)注的焦點(diǎn)問題引入中有很多圓周運(yùn)動(dòng)。入新課，不僅是提高了新復(fù)習(xí)并提煉出各種圓周運(yùn)動(dòng)的興趣，而且?guī)椭鷮W(xué)生養(yǎng)課共同規(guī)律：要想完成圓周運(yùn)動(dòng)，成“從生活中發(fā)現(xiàn)物理向心力必須滿足條件。模型，用物理規(guī)律研究 生活”的習(xí)慣一、鐵路的彎道（水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）【視頻導(dǎo)入】觀看膠濟(jì)鐵路事故動(dòng)畫模擬，

9、思新為什么會(huì)發(fā)生這樣慘痛的事考原因。故？先從車輪的結(jié)構(gòu)開始研究。學(xué)生缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對【出示車輪模型】這部分的內(nèi)容往往模和學(xué)生一起動(dòng)手，讓車輪在書體會(huì)到如果沒有輪緣火車不能模糊糊。用書側(cè)邊模擬課側(cè)邊行走。引導(dǎo)學(xué)生理解輪緣在鐵軌上順利地行駛。鐵軌，學(xué)生一下就明白在火車行進(jìn)中的作用。了輪緣的作用，比語言敘述要印象深刻?！咎釂枴哭D(zhuǎn)彎時(shí)，又是什么情況？教【出示彎曲的鐵軌模型】動(dòng)手操作。只要提供條件，學(xué)生可請學(xué)生自己動(dòng)手操作，體會(huì)轉(zhuǎn)提出了兩種方案：如果軌道是不以想到更適合他們自彎時(shí)向心力的來源。固定的，會(huì)把外軌擠開 ；軌道固 定之后，拆除外軌火車不能轉(zhuǎn) 彎，而拆除內(nèi)軌，依然可以轉(zhuǎn)彎。己的解決問題的方案。學(xué)

10、【結(jié)論】水平路面上拐彎，外 軌對車輪的擠壓力提供向心 力?！咎釂枂l(fā)】能不能有更安全不是直接告訴學(xué)生鐵的向心力來源？軌要傾斜，而是通過引【展示小球在碗里做圓周運(yùn)認(rèn)識到碗側(cè)壁的支持力的分力導(dǎo)讓學(xué)生自己想到如動(dòng)】小球在水平桌面上無法完提供了向心力。鐵軌也可以類似何解決向心力不足的成圓周運(yùn)動(dòng)，而在碗里可以， 區(qū)別是什么？【出示問題，求解最佳傾角】 巡視，找出兩種意見的代表， 展示給大豕?！菊`辨析，突破難點(diǎn)】 引導(dǎo)學(xué)生找到圓平面，用碗里 的圓周運(yùn)動(dòng)加深印象。修建以得到更安全可靠的向心 力。受力分析，列方程計(jì)算。 兩名代表展示自己的方法。討論哪種方法是對的， 理解火車 拐彎的平面是水平的。問題。培養(yǎng)主

11、動(dòng)用物理 知識解決實(shí)際問題的 習(xí)慣。建立火車轉(zhuǎn)彎模型時(shí)， 向心力方向是易錯(cuò)點(diǎn)。 先討論比較，再看碗里 的圓周運(yùn)動(dòng)，把不易想 象的火車軌道變得易新【板書】一、鐵路的彎道于理解。mgta nm r課【提問】既然鐵軌已經(jīng)做了傾斜，為什理解車速大于規(guī)定速度，外軌受么還會(huì)發(fā)生前面的事故？擠壓；車速小于固定速度， 內(nèi)軌【展示動(dòng)畫】引導(dǎo)學(xué)生理解火受擠壓。車拐彎時(shí)速度太大或太小會(huì)會(huì)教有什么后果?！九c社會(huì)需求結(jié)合進(jìn)行拓展】學(xué)生初步體會(huì)到我們鐵軌的傾角限制了火車的提猜想與討論，想到可以不改變鐵可以通過設(shè)計(jì)得到向速，能不能有別的辦法得到向軌的傾角而是改變車體自身的心力，再用擺式列車加心力，從而避免不斷的線路改傾角。

12、以引導(dǎo)，又一次啟發(fā)思學(xué)造？維，感受到應(yīng)用科學(xué)改【出示擺式列車的資料】肯定 學(xué)生的猜想，指出國外已經(jīng)有 這樣的火車。希望大家通過所 學(xué)也能填補(bǔ)我國在這方面的空 白，研制出更便捷的交通工具。變生活的成就感?！緲?gòu)建模型】引導(dǎo)學(xué)生對飛機(jī)結(jié)合圖片進(jìn)行受力分析，與黑板學(xué)完火車彎道后，及時(shí)盤旋，旋轉(zhuǎn)飛椅等圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)上火車的受力圖進(jìn)行比較，將水進(jìn)行拓展歸類，可以迅行受力分析，發(fā)現(xiàn)與火車轉(zhuǎn)彎平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行歸類，構(gòu)速擴(kuò)大解決問題的范的相似之處，構(gòu)建模型。建模型。圍，使學(xué)生將形形色色 的圓周運(yùn)動(dòng)抽象化模【展示旋轉(zhuǎn)飛椅模型，提出疑 問】旋轉(zhuǎn)時(shí)的擺角與游客的質(zhì)量 是什么關(guān)系？猜測結(jié)果將一個(gè)旋轉(zhuǎn)物上附加一個(gè)膠 帶，

13、再次啟動(dòng)，驗(yàn)證猜測 與學(xué)生分享利用物理規(guī)律預(yù)測 成功的喜悅，強(qiáng)調(diào)利用物理規(guī) 律去思考問題才能擺脫盲目猜看到自己預(yù)測正確，十分得意新測。二、拱形橋（豎直平面內(nèi)的圓 周運(yùn)動(dòng)）【出示圖片】觀察圖片，形成感性認(rèn)識。課生活中還有一種類型的圓周運(yùn)動(dòng)，是豎直平面內(nèi)發(fā)生的。以 橋?yàn)槔M(jìn)行研究?！咎岢鰡栴}】結(jié)合橋的模型，分析出拱形橋和為什么拱形橋比凹形橋更為多凹形橋的受力情況。教見？從受力角度分析一下。拱形橋：V2mg FN m r凹形橋：v2FN mg m r因?yàn)槠囎鰣A周運(yùn)動(dòng)時(shí)需要向?qū)W【深度思考】向心力真的是重心力，得出拱形橋上支持力小于 重力，凹形橋上支持力大于重 力。力和支持力合成的嗎？會(huì)不會(huì)比較一下汽

14、車受到支持力和重是額外施加的一個(gè)力呢？有什力的大小。如果支持力大于重么辦法證明呢？力，就可以合出向心力；如果支 持力等于重力的大小，向心力就【出示拱橋模型】引導(dǎo)大家設(shè)另有來源。計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹９餐献魍瓿蓪?shí)驗(yàn)，測出小球靜型化，增強(qiáng)器從物理走 向社會(huì)的能力。一個(gè)簡單的模型就可 以拉近物理和生活的 距離。能主動(dòng)運(yùn)用物理 規(guī)律去代替“感覺”， 就是一次升華。牛頓第二定律的應(yīng)用 這是本節(jié)重點(diǎn)。用橋梁 模型做引導(dǎo)，可以加深 印象。學(xué)生雖然列出了運(yùn)動(dòng) 方程，但對于向心力的 理解不是發(fā)自內(nèi)心的， 處于被動(dòng)接受狀態(tài)。經(jīng) 過深度思考，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 把向心力是效果力理 解透徹了。對于不確定的猜想， 引【結(jié)論

15、】向心力是由重力支持 力的合力提供的。止在凹形橋底部時(shí)，橋受到的壓 力較小，而行駛過程中凹形橋受 到的壓力較大。體會(huì)到向心力確實(shí)是效果力導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以 驗(yàn)證。這是物理學(xué)的重 要研究方法?！景鍟慷⒐靶螛?匚Vmg FN m r【提出問題】拱形橋承受壓力臨界速度的理解是難較小，這是優(yōu)點(diǎn)。但是壓力太點(diǎn)。比起過山車或水流小不利于控制車輛，尤其是壓自己動(dòng)手計(jì)算，展示結(jié)果。星，過拱橋更貼近生力減為零，會(huì)有飛車的危險(xiǎn)。體會(huì)臨界速度是發(fā)生在壓力消活，結(jié)合學(xué)生熟悉的新計(jì)算一下為了保證在拱形橋上失的時(shí)候。QQ飛車游戲，更容易不發(fā)生飛車，對速度有什么要 求。學(xué)生回答后強(qiáng)調(diào)，飛車是支持 力消失的結(jié)果。理解臨界

16、速度的含義。課【板書】2XfV當(dāng) FN=O 時(shí)，mg m ，r得：V Jgr教【結(jié)論】強(qiáng)調(diào)要想安全通過拱形橋時(shí)速度是有限制的。【聯(lián)系生活】出示兩種拱形橋由臨界速度表達(dá)式入手判斷出，讓學(xué)生感受到生活中的圖片，哪種常見？為了適應(yīng)現(xiàn)代交通工具，拱形橋的處處都有物理知識。的半徑應(yīng)較大。這樣可以避免車學(xué)【拓展引申，開闊思維】速大時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)。汽車在平直路面行駛時(shí)，是不在觀察圖片后，豁然開朗，地球開闊學(xué)生的思路，增進(jìn)是也有彎度呢？出示地球圖其實(shí)就是半徑很大的拱形橋。立學(xué)生的想象力，通過思片。是不是也有臨界速度呢？刻想到會(huì)用臨界速度。當(dāng)速度達(dá)維的拓展和應(yīng)用，使得引導(dǎo)學(xué)生與天文知識結(jié)合，引到臨界速度，也會(huì)脫離地

17、面。學(xué)生的思維品質(zhì)得到出衛(wèi)星發(fā)射速度。與天文知識聯(lián)系后，興趣濃厚。提冋，為進(jìn)步探索新 知識、解決新問題開 辟更廣闊的渠道?！緲?gòu)建模型，布置任務(wù)】觀看視頻，感受共同特點(diǎn)，建立出示翻滾過山車和打夯機(jī)視 頻。這些豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和 拱橋問題的研究方法相同。請 課后完成兩個(gè)任務(wù)：(1) 計(jì)算過山車在最高點(diǎn)滿足什么條件才安全？(2) 計(jì)算打夯機(jī)的偏心片的轉(zhuǎn)速滿足什么條件才能將打夯機(jī)提起？模型。構(gòu)建模型。在各種生活 問題中抓住核心?！菊n堂總結(jié)】鐵路的彎道一 水平面內(nèi)的再次提煉圓周運(yùn)動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng)核心思路。拱形橋 -豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)外界提供的向心力與物體需要總的向心力是否相等，是圓周運(yùn) 動(dòng)能否完成的關(guān)鍵。生活中各 種圓周運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)就是以此為結(jié)指導(dǎo)思想的。【動(dòng)手操作，學(xué)以致用】學(xué)生看到小球在彎道處被甩出，即使沒有圓周運(yùn)動(dòng)的出示太空軌道益智玩具，演示立刻想到將外軌抬高。當(dāng)被告知知識，學(xué)生們也可以根與自己拼接時(shí)出現(xiàn)的兩處失敗，