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(jí)：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(shí)與技能1、會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力來(lái)源，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(shí)、解決較為復(fù)雜的綜合性問(wèn)題。 過(guò)程與方法1、 通過(guò)對(duì)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(wèn)題的能力。2、對(duì)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(wèn)題。同時(shí)認(rèn)識(shí)到物理離不開(kāi)生活，生活離不開(kāi)物理分析。2、將太空課堂，擺式列車(chē)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(shí)建設(shè)祖國(guó)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(shí)解決了問(wèn)題的成就感。擺式列車(chē)的猜想，旋轉(zhuǎn)飛椅的高度問(wèn)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(wèn)題，搭建物理和社會(huì)的橋梁。對(duì)于向心力來(lái)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(lái)。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(chē)軌道，繼續(xù)思考還可以想到像擺式列車(chē)那樣不改變鐵軌而讓車(chē)身 自己傾斜，一步步理解水平面上向心力的來(lái)源。汽車(chē)過(guò)橋時(shí)向心力的來(lái)源也是通過(guò)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(wèn)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(shí)，了解了向心加速度和向心力。但在處理具體問(wèn)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(duì)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(duì)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?jī)?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(wèn)題中能找到是 誰(shuí)提供向心力的，并結(jié)合牛 頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問(wèn)題。1、 通過(guò)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(duì)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(wèn)題中向心力的來(lái) 源。2、關(guān)于對(duì)臨界問(wèn)題的討論 和分析。禾U用對(duì)飛車(chē)的認(rèn)識(shí)，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(jiàn)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(shí)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(huà)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(wèn)繼續(xù)學(xué) 習(xí)火車(chē)車(chē)輪的動(dòng)畫(huà)模型和實(shí)際模 型直觀形象，突破車(chē)輪結(jié) 構(gòu)的難點(diǎn)了解的火車(chē)車(chē)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(lái)源向心力來(lái)自外軌對(duì)車(chē)輪 的擠壓透明碗和小球啟發(fā)思考，火車(chē)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(chē)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(chē)身也可以起到同 樣的作用飛機(jī)盤(pán)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(chē)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(cè)， 用物理思維解決生活問(wèn) 題旋轉(zhuǎn)角度與質(zhì)量無(wú)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(lái)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(guò)山車(chē)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(shí)解決實(shí)際 問(wèn)題教學(xué)流程圖:開(kāi)始復(fù)習(xí)、提煉研究圓周運(yùn)動(dòng)的方法觀看火車(chē)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(jiàn)？出示火車(chē)車(chē)輪和軌道模型，組織學(xué) 生探究向心力的來(lái)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(chē)駛過(guò)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(chē)限速的原因提供擺式列車(chē)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(shí) 解決生活問(wèn)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(shí)，拼接玩具教學(xué)過(guò)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(lè)和用。手，養(yǎng)成主動(dòng)用物理知識(shí)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(wèn)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(huà)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(chē)輪的結(jié)構(gòu)開(kāi)始研究。學(xué)生缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)【出示車(chē)輪模型】這部分的內(nèi)容往往模和學(xué)生一起動(dòng)手，讓車(chē)輪在書(shū)體會(huì)到如果沒(méi)有輪緣火車(chē)不能模糊糊。用書(shū)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(chē)行進(jìn)中的作用。了輪緣的作用，比語(yǔ)言敘述要印象深刻?！咎釂?wèn)】轉(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(qǐng)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(lái)源。固定的，會(huì)把外軌擠開(kāi) ；軌道固 定之后，拆除外軌火車(chē)不能轉(zhuǎn) 彎，而拆除內(nèi)軌，依然可以轉(zhuǎn)彎。己的解決問(wèn)題的方案。學(xué)

10、【結(jié)論】水平路面上拐彎，外 軌對(duì)車(chē)輪的擠壓力提供向心 力?！咎釂?wèn)啟發(fā)】能不能有更安全不是直接告訴學(xué)生鐵的向心力來(lái)源？軌要傾斜，而是通過(guò)引【展示小球在碗里做圓周運(yùn)認(rèn)識(shí)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(wú)法完提供了向心力。鐵軌也可以類(lèi)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(wèn)題，求解最佳傾角】 巡視，找出兩種意見(jiàn)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(duì)的， 理解火車(chē) 拐彎的平面是水平的。問(wèn)題。培養(yǎng)主

11、動(dòng)用物理 知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的 習(xí)慣。建立火車(chē)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(chē)軌道變得易新【板書(shū)】一、鐵路的彎道于理解。mgta nm r課【提問(wèn)】既然鐵軌已經(jīng)做了傾斜，為什理解車(chē)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(chē)速小于固定速度， 內(nèi)軌【展示動(dòng)畫(huà)】引導(dǎo)學(xué)生理解火受擠壓。車(chē)拐彎時(shí)速度太大或太小會(huì)會(huì)教有什么后果。【與社會(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(chē)的提猜想與討論，想到可以不改變鐵可以通過(guò)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(chē)體自身的心力，再用擺式列車(chē)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(chē)的資料】肯定 學(xué)生的猜想，指出國(guó)外已經(jīng)有 這樣的火車(chē)。希望大家通過(guò)所 學(xué)也能填補(bǔ)我國(guó)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(duì)飛機(jī)結(jié)合圖片進(jìn)行受力分析，與黑板學(xué)完火車(chē)彎道后，及時(shí)盤(pán)旋，旋轉(zhuǎn)飛椅等圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)上火車(chē)的受力圖進(jìn)行比較，將水進(jìn)行拓展歸類(lèi)，可以迅行受力分析，發(fā)現(xiàn)與火車(chē)轉(zhuǎn)彎平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行歸類(lèi)，構(gòu)速擴(kuò)大解決問(wèn)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(wèn)】旋轉(zhuǎn)時(shí)的擺角與游客的質(zhì)量 是什么關(guān)系？猜測(cè)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(cè) 與學(xué)生分享利用物理規(guī)律預(yù)測(cè) 成功的喜悅，強(qiáng)調(diào)利用物理規(guī) 律去思考問(wèn)題才能擺脫盲目猜看到自己預(yù)測(cè)正確，十分得意新測(cè)。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(shí)。課生活中還有一種類(lèi)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?wèn)題】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(jiàn)？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?chē)做圓周運(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(chē)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(lái)源。計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。共同合作完成?shí)驗(yàn)，測(cè)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(jiǎn)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(jué)”， 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(duì)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(guò)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(duì)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(guò)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?shū)】二、拱形橋2匚Vmg FN m r【提出問(wèn)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(guò)山車(chē)或水流小不利于控制車(chē)輛，尤其是壓自己動(dòng)手計(jì)算，展示結(jié)果。星，過(guò)拱橋更貼近生力減為零，會(huì)有飛車(chē)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(chē)游戲，更容易不發(fā)生飛車(chē)，對(duì)速度有什么要 求。學(xué)生回答后強(qiáng)調(diào)，飛車(chē)是支持 力消失的結(jié)果。理解臨界

16、速度的含義。課【板書(shū)】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(guò)拱形橋時(shí)速度是有限制的?！韭?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(jiàn)？為了適應(yīng)現(xiàn)代交通工具，拱形橋的處處都有物理知識(shí)。的半徑應(yīng)較大。這樣可以避免車(chē)學(xué)【拓展引申，開(kāi)闊思維】速大時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)。汽車(chē)在平直路面行駛時(shí)，是不在觀察圖片后，豁然開(kāi)朗，地球開(kāi)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(guò)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(shí)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(shí)聯(lián)系后，興趣濃厚。提冋，為進(jìn)步探索新 知識(shí)、解決新問(wèn)題開(kāi) 辟更廣闊的渠道。【構(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(guò)山車(chē)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(wèn)題的研究方法相同。請(qǐng) 課后完成兩個(gè)任務(wù)：(1) 計(jì)算過(guò)山車(chē)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(wèn)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?！緞?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(méi)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(shí)，學(xué)生們也可以根與自己拼接時(shí)出現(xiàn)的兩處失敗，