圓周運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用(2)

1、圓周運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用教學(xué)案例山西省潞城市第四中學(xué) 申志琴教材分析圓周運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用是新課標(biāo)人教版物理必修2中第二章第八節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課的要求是學(xué)生在學(xué)習(xí)了描述圓周運(yùn)動(dòng)的基本物理量及物理量之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生將基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去的能力。這不僅有助于后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，也有助于學(xué)生在了解物理學(xué)的特點(diǎn)和研究方法的基礎(chǔ)上讓學(xué)生把所學(xué)的物理理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，創(chuàng)造新生活，真正做到“學(xué)有所用”“學(xué)以致用”。學(xué)情分析學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量和勻變速直線運(yùn)動(dòng)中運(yùn)用分段處理求位移的方法，對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)中彎曲程度部分采用分段方法相對(duì)容易接受。這一階段的學(xué)生，有較強(qiáng)好奇心

2、和求知欲，對(duì)知識(shí)也有一定的總結(jié)能力，對(duì)物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用會(huì)有很大興趣。但學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用還不是非常熟練，甚至?xí)a(chǎn)生一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，有時(shí)把向心力當(dāng)作是物體所受的一種新力分析，因此有待進(jìn)一步培養(yǎng)和提高。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1加深學(xué)生對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，會(huì)在實(shí)際問題中分析向心力的來源。2學(xué)生會(huì)用牛頓第二定律解決生活中較簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)的問題。3培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識(shí)的能力。 過程與方法1利用拐彎和過橋的實(shí)例分析，提高學(xué)生分析、解決問題能力，及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。2能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的知識(shí)，并能用所學(xué)知識(shí)解決生活中發(fā)現(xiàn)的問題。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 體

3、會(huì)物理知識(shí)在生活中的具體運(yùn)用，更有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1分析具體問題中向心力的來源。2利用牛頓第二定律列方程。教學(xué)過程引入新課教師：首先播放一組關(guān)于交通事故多發(fā)視頻，（2011年9月18日國(guó)道查嶺段四天發(fā)生兩起車輛側(cè)翻事故）（九寨溝旅游車側(cè)翻33人受傷）；（2011年7月20日凌晨，北京最長(zhǎng)拱橋被超載車壓塌）。你們能簡(jiǎn)要分析一下這些交通事故頻發(fā)的原因嗎？學(xué)生1：開車太快超速學(xué)生2：司機(jī)喝酒。學(xué)生3：彎道多。學(xué)生4：冬天路滑。教師：你們能從這些事故多發(fā)地的地形和當(dāng)時(shí)的路面情況方面歸納一下嗎？學(xué)生1：彎道多。學(xué)生2：冬天路滑學(xué)生3：那個(gè)地方叫鬼門關(guān)。教師：其實(shí)這些圓周運(yùn)動(dòng)的

4、問題正可以通過本節(jié)內(nèi)容來加以解釋。點(diǎn)評(píng)：創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生帶著深感痛心并急于想知道事故發(fā)生原因的心情走進(jìn)新知識(shí)，同時(shí)教育同學(xué)們相信科學(xué)，破除迷信，樹立正確的價(jià)值觀。教師：大家都知道圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，你能談?wù)剬?duì)向心力的認(rèn)識(shí)嗎？學(xué)生1：向心力是由其他力提供的，他是一種合力以效果命名的。學(xué)生2：向心力是指向圓心的。學(xué)生3：向心力是變力。教師：我們就先從受力分析入手，分析一下發(fā)生事故處的汽車受力情況如何？學(xué)生1：重力、支持力、摩擦力、向心力學(xué)生2：重力（豎直向下）、支持力（豎直向上）、摩擦力（沿汽車前進(jìn)的反方向）向心力（指向圓心）教師：討論一下以上兩位學(xué)生的看法是否正確并畫出示

5、意圖？學(xué)生：重力（豎直向下）、支持力（豎直向上）、靜摩擦力（指向圓心提供圓周運(yùn)動(dòng)的作用力）點(diǎn)評(píng)：傳統(tǒng)式教學(xué)是教師代替學(xué)生受力分析，直接告訴學(xué)生結(jié)果靜摩擦力提供向心力，這樣是節(jié)省了時(shí)間，但學(xué)生沒有學(xué)會(huì)處理問題的思路。如果我們從受力分析入手，學(xué)生經(jīng)過討論能體會(huì)到向心力是一種以效果命名的力而不是受到向心力。教師：汽車轉(zhuǎn)彎需要滿足什么關(guān)系？（列出動(dòng)力學(xué)方程）學(xué)生： 和 教師：汽車要安全轉(zhuǎn)彎需要什么條件？學(xué)生：靜摩擦力大、速度小、增大轉(zhuǎn)彎半徑、不要超載。教師：超載不能使汽車安全轉(zhuǎn)彎嗎？學(xué)生：學(xué)生分析后得出汽車安全轉(zhuǎn)彎與質(zhì)量無關(guān)。教師：汽車要安全轉(zhuǎn)彎需要的臨界條件是什么？學(xué)生：地面提供的最大靜摩擦力等于汽

6、車轉(zhuǎn)彎需要的向心力。教師：靜摩擦力能提供向心力，是否有其他力也能提供向心力？NG片刻后教師提供一組視頻 騎自行車“飛檐走壁”視頻。教師：分析 騎自行車“飛檐走壁”掉不下來的原因？ 學(xué)生：受力分析如圖2.1 所示 圖2.1教師：（歸納）向心力是一種合力，是由多個(gè)力合成而來，且始終指向圓心。教師：我們坐的火車輪緣是什么結(jié)構(gòu)呢？它在轉(zhuǎn)彎時(shí)是什么力提供向心力呢？學(xué)生：畫出火車輪緣圖2.2所示 并分析受力情況。 圖2.2教師：求出合力學(xué)生：教師：列出動(dòng)力學(xué)方程學(xué)生：教師：分析增大速度對(duì)那個(gè)軌道有擠壓？分析減小速度對(duì)那個(gè)軌道有擠壓？學(xué)生：（討論）速度增大時(shí)需要的向心力就要求增大，因此對(duì)外軌道有擠壓。速度減

7、小時(shí)需要的向心力就要求減小，因此就對(duì)內(nèi)軌道有擠壓。教師：（投影）提速對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛注入了新的活力，但速度提高時(shí)還是應(yīng)該注意交通事故的發(fā)生。點(diǎn)評(píng)：通過教師分析汽車轉(zhuǎn)彎問題，不僅為學(xué)生自主探究火車轉(zhuǎn)彎問題鋪路，增添了學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣。也提醒學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注我國(guó)的交通發(fā)展。實(shí)例過橋（豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）教師：我們國(guó)家實(shí)現(xiàn)村村通水泥路后與過去的坑坑凹凹的路面相比，騎車有什么感覺？學(xué)生1：好走。學(xué)生2：沒有顛簸的感覺。教師：用物理知識(shí)解釋為什么在坑坑凹凹的路面上有顛簸的感覺？學(xué)生：思考并討論教師：我用過橋模型來引導(dǎo)你們分析這一問題。如圖2.3所示。（提示同學(xué)們分析步驟：受力分析、求合力即為向心力、列方程）

8、學(xué)生：討論后讓兩位同學(xué)上黑板板書這個(gè)過程（凸面橋和凹面橋）。 圖2.3 關(guān)系式 凸面橋：GFNm 凹形橋：FNG m教師：點(diǎn)評(píng)學(xué)生的分析過程（凸面橋：汽車對(duì)橋面的壓力比重力小，發(fā)生了失重現(xiàn)象）。學(xué)生：凹面橋汽車對(duì)橋面的壓力比重力大，發(fā)生了超重現(xiàn)象。教師：通過分析得出超重和失重，是否清楚顛簸的理由？學(xué)生：超重時(shí)感覺屁股震的很疼，失重時(shí)感覺飄起來。教師：超重和失重哪種更容易使路面容易損壞？學(xué)生：超重使路面容易損壞。教師：若在凸面橋中 時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？學(xué)生：思考后得出平拋運(yùn)動(dòng)（危險(xiǎn)）教師：生活中凸面橋和凹面橋哪種多？為什么？學(xué)生：凸面橋多。點(diǎn)評(píng)：汽車過橋時(shí)的超重和失重現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)中并不明顯難以體察

9、，但超重和失重的相關(guān)知識(shí)在牛頓第二定律的應(yīng)用中學(xué)生已學(xué)習(xí)過，因此，汽車過橋時(shí)的超重和失重現(xiàn)象容易理解。于是我聯(lián)系實(shí)際生活中路面易損地方來突破這節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。學(xué)生不但明白了在什么情況下會(huì)存在安全隱患，而且還懂得了保持路面平整的好處。課堂小結(jié)教師：以小組為單位，回憶這一節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。學(xué)生：學(xué)生之間互相提問。教師：讓小組代表發(fā)言，在學(xué)生發(fā)言的基礎(chǔ)上，并進(jìn)一步明確本節(jié)課的主要知識(shí)和方法。作業(yè)布置放假期間，學(xué)生要到自己所在地調(diào)查公路拐彎處的傾斜情況。教學(xué)反思：在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)時(shí)，我不僅讓學(xué)生掌握了本節(jié)內(nèi)容，還讓學(xué)生試著去發(fā)現(xiàn)和分析生活中的一些圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，落實(shí)了課標(biāo)中關(guān)于物理學(xué)科素養(yǎng)的要求。物理學(xué)科中有些知識(shí)相對(duì)較難，完全由學(xué)生自主合作