圓周運動在生活中的應用(2)

1、圓周運動在生活中的應用教學案例山西省潞城市第四中學 申志琴教材分析圓周運動在生活中的應用是新課標人教版物理必修2中第二章第八節(jié)的內容。本節(jié)課的要求是學生在學習了描述圓周運動的基本物理量及物理量之間關系的基礎上，培養(yǎng)學生將基礎知識應用到實際生活中去的能力。這不僅有助于后續(xù)知識的學習，也有助于學生在了解物理學的特點和研究方法的基礎上讓學生把所學的物理理論知識與實際相結合，創(chuàng)造新生活，真正做到“學有所用”“學以致用”。學情分析學習本節(jié)內容之前，學生已經(jīng)學習了描述圓周運動的物理量和勻變速直線運動中運用分段處理求位移的方法，對于曲線運動中彎曲程度部分采用分段方法相對容易接受。這一階段的學生，有較強好奇心

2、和求知欲，對知識也有一定的總結能力，對物理知識在生活中的應用會有很大興趣。但學生對知識的應用還不是非常熟練，甚至會產(chǎn)生一些錯誤的認識，有時把向心力當作是物體所受的一種新力分析，因此有待進一步培養(yǎng)和提高。教學目標知識與技能1加深學生對向心力的認識，會在實際問題中分析向心力的來源。2學生會用牛頓第二定律解決生活中較簡單的圓周運動的問題。3培養(yǎng)學生獨立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學生概括總結知識的能力。 過程與方法1利用拐彎和過橋的實例分析，提高學生分析、解決問題能力，及理論聯(lián)系實際的能力。2能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與圓周運動有關的知識，并能用所學知識解決生活中發(fā)現(xiàn)的問題。 情感、態(tài)度與價值觀 體

3、會物理知識在生活中的具體運用，更有助于激發(fā)學生學習物理的興趣。 教學重點、難點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。教學過程引入新課教師：首先播放一組關于交通事故多發(fā)視頻，（2011年9月18日國道查嶺段四天發(fā)生兩起車輛側翻事故）（九寨溝旅游車側翻33人受傷）；（2011年7月20日凌晨，北京最長拱橋被超載車壓塌）。你們能簡要分析一下這些交通事故頻發(fā)的原因嗎？學生1：開車太快超速學生2：司機喝酒。學生3：彎道多。學生4：冬天路滑。教師：你們能從這些事故多發(fā)地的地形和當時的路面情況方面歸納一下嗎？學生1：彎道多。學生2：冬天路滑學生3：那個地方叫鬼門關。教師：其實這些圓周運動的

4、問題正可以通過本節(jié)內容來加以解釋。點評：創(chuàng)設學習情景，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生帶著深感痛心并急于想知道事故發(fā)生原因的心情走進新知識，同時教育同學們相信科學，破除迷信，樹立正確的價值觀。教師：大家都知道圓周運動需要向心力，你能談談對向心力的認識嗎？學生1：向心力是由其他力提供的，他是一種合力以效果命名的。學生2：向心力是指向圓心的。學生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？學生1：重力、支持力、摩擦力、向心力學生2：重力（豎直向下）、支持力（豎直向上）、摩擦力（沿汽車前進的反方向）向心力（指向圓心）教師：討論一下以上兩位學生的看法是否正確并畫出示

5、意圖？學生：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動的作用力）點評：傳統(tǒng)式教學是教師代替學生受力分析，直接告訴學生結果靜摩擦力提供向心力，這樣是節(jié)省了時間，但學生沒有學會處理問題的思路。如果我們從受力分析入手，學生經(jīng)過討論能體會到向心力是一種以效果命名的力而不是受到向心力。教師：汽車轉彎需要滿足什么關系？（列出動力學方程）學生： 和 教師：汽車要安全轉彎需要什么條件？學生：靜摩擦力大、速度小、增大轉彎半徑、不要超載。教師：超載不能使汽車安全轉彎嗎？學生：學生分析后得出汽車安全轉彎與質量無關。教師：汽車要安全轉彎需要的臨界條件是什么？學生：地面提供的最大靜摩擦力等于汽

6、車轉彎需要的向心力。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構呢？它在轉彎時是什么力提供向心力呢？學生：畫出火車輪緣圖2.2所示 并分析受力情況。 圖2.2教師：求出合力學生：教師：列出動力學方程學生：教師：分析增大速度對那個軌道有擠壓？分析減小速度對那個軌道有擠壓？學生：（討論）速度增大時需要的向心力就要求增大，因此對外軌道有擠壓。速度減

7、小時需要的向心力就要求減小，因此就對內軌道有擠壓。教師：（投影）提速對我國經(jīng)濟騰飛注入了新的活力，但速度提高時還是應該注意交通事故的發(fā)生。點評：通過教師分析汽車轉彎問題，不僅為學生自主探究火車轉彎問題鋪路，增添了學習物理知識的興趣。也提醒學生學會關注我國的交通發(fā)展。實例過橋（豎直面內的圓周運動）教師：我們國家實現(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？學生1：好走。學生2：沒有顛簸的感覺。教師：用物理知識解釋為什么在坑坑凹凹的路面上有顛簸的感覺？學生：思考并討論教師：我用過橋模型來引導你們分析這一問題。如圖2.3所示。（提示同學們分析步驟：受力分析、求合力即為向心力、列方程）

8、學生：討論后讓兩位同學上黑板板書這個過程（凸面橋和凹面橋）。 圖2.3 關系式 凸面橋：GFNm 凹形橋：FNG m教師：點評學生的分析過程（凸面橋：汽車對橋面的壓力比重力小，發(fā)生了失重現(xiàn)象）。學生：凹面橋汽車對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？學生：超重時感覺屁股震的很疼，失重時感覺飄起來。教師：超重和失重哪種更容易使路面容易損壞？學生：超重使路面容易損壞。教師：若在凸面橋中 時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？學生：思考后得出平拋運動（危險）教師：生活中凸面橋和凹面橋哪種多？為什么？學生：凸面橋多。點評：汽車過橋時的超重和失重現(xiàn)象在現(xiàn)實中并不明顯難以體察

9、，但超重和失重的相關知識在牛頓第二定律的應用中學生已學習過，因此，汽車過橋時的超重和失重現(xiàn)象容易理解。于是我聯(lián)系實際生活中路面易損地方來突破這節(jié)課的教學難點。學生不但明白了在什么情況下會存在安全隱患，而且還懂得了保持路面平整的好處。課堂小結教師：以小組為單位，回憶這一節(jié)課所學內容。學生：學生之間互相提問。教師：讓小組代表發(fā)言，在學生發(fā)言的基礎上，并進一步明確本節(jié)課的主要知識和方法。作業(yè)布置放假期間，學生要到自己所在地調查公路拐彎處的傾斜情況。教學反思：在指導學生學習本節(jié)知識時，我不僅讓學生掌握了本節(jié)內容，還讓學生試著去發(fā)現(xiàn)和分析生活中的一些圓周運動現(xiàn)象，培養(yǎng)學生靈活運用所學物理知識解決實際問題的能力，落實了課標中關于物理學科素養(yǎng)的要求。物理學科中有些知識相對較難，完全由學生自主合作