高中物理-生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)：

1．進(jìn)一步加深對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源。2.會(huì)分析火車(chē)轉(zhuǎn)彎、汽車(chē)過(guò)橋中的向心力來(lái)源，用牛頓第二定律解決相關(guān)問(wèn)題。3．了解航天器中的失重現(xiàn)象及原因．4.了解離心運(yùn)動(dòng)及物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及危害.（二）能力目標(biāo)：

1．學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)方法，會(huì)分析拱形橋、彎道等實(shí)際的例子，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

2．通過(guò)對(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的事例分析，掌握用牛頓第二定律分析向心力的方法。

3.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識(shí)的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：

1．通過(guò)向心力在具體問(wèn)題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。2．體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的求知欲。二、復(fù)習(xí)回顧讓學(xué)生復(fù)習(xí)回答：描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有哪些？2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定是（填勻速或變速）曲線運(yùn)動(dòng)，一定具有，需要向心力。向心力的表達(dá)式：新知探究（一）出示火車(chē)轉(zhuǎn)彎的圖片，讓學(xué)生觀察，思考并回答：1、火車(chē)在水平軌道（內(nèi)外軌道一樣高）上轉(zhuǎn)彎時(shí)，所需的向心力由誰(shuí)提供？有什么危害，怎樣解決？2、火車(chē)軌道內(nèi)低外高拐彎時(shí)的受力分析，向心力的來(lái)源。3、總結(jié)：(1)若轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外軌一樣高，則由______對(duì)輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車(chē)輪極易受損． (2)內(nèi)外軌有高度差，依據(jù)規(guī)定的行駛速度行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力幾乎完全由_____和______的合力提供.火車(chē)轉(zhuǎn)彎規(guī)定速度：v=思考：火車(chē)行駛速度大于規(guī)定的速度時(shí)，是外軌還是內(nèi)軌受到擠壓易受損？小于規(guī)定的速度呢？學(xué)以致用:例1火車(chē)在半徑r＝900m的彎道轉(zhuǎn)彎，火車(chē)質(zhì)量為8×105kg，軌道寬為l＝1.4m，外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn)＝14cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車(chē)的速度應(yīng)為多大？(g取10m/s2)（在角度很小時(shí)，tanα≈sinα）思考：汽車(chē)在水平路面轉(zhuǎn)彎做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，也需要向心力，問(wèn)這個(gè)向心力由什么力提供的？提示:若不發(fā)生側(cè)滑，則由靜摩擦力提供；若發(fā)生側(cè)滑，則是滑動(dòng)摩擦力。對(duì)輪胎產(chǎn)生磨損。所以汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎的地方，實(shí)際路面也是外高內(nèi)低，靠重力和支持力的合力提供向心力。（二）汽車(chē)過(guò)橋問(wèn)題二、汽車(chē)過(guò)橋問(wèn)題1過(guò)凸型橋：受力分析隨V的增大，F(xiàn)N如何變化？FN=0時(shí)，汽車(chē)會(huì)出現(xiàn)什么情況？2、汽車(chē)過(guò)凹型橋：Fn=FN-mg=；FN=mg+。在平面橋上：學(xué)以致用例2、如圖所示,汽車(chē)質(zhì)量為1.5×104kg,以不變的速率先后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面,橋面圓弧半徑為30ｍ,如果橋面承受的最大壓力不得超過(guò)2.0×105N,汽車(chē)允許的最大速率是多少?汽車(chē)以此速率駛過(guò)橋面的最小壓力是多少?（ｇ＝10m/s2）思考與討論地球可以看作一個(gè)巨大的拱形橋，地球的半徑R就是橋面的半徑，汽車(chē)沿南北行駛，不斷加速。請(qǐng)思考：會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì)車(chē)的支持力是0？此時(shí)汽車(chē)處于什么狀態(tài)？駕駛員與座椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間的壓力是多少？駕駛員此時(shí)可能有什么感覺(jué)？引出宇宙飛船。三、航天器中的失重現(xiàn)象。航天員在太空中作什么運(yùn)動(dòng)？他的受力情況怎樣？四、離心運(yùn)動(dòng)1定義：2、做離心運(yùn)動(dòng)的條件3、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用：請(qǐng)舉例說(shuō)明生活中哪些現(xiàn)象應(yīng)用了離心運(yùn)動(dòng)？4、離心運(yùn)動(dòng)的危害：請(qǐng)舉例說(shuō)明生活中哪些現(xiàn)象是由于離心運(yùn)動(dòng)而造成了危害？學(xué)以致用例3：質(zhì)量為2.0×103kg的汽車(chē)在水平公路上行駛，輪胎與路面間的最大靜摩擦力為1.4×104N。汽車(chē)經(jīng)過(guò)半徑為50m的彎路時(shí)，如果車(chē)速達(dá)到72km/h，這輛車(chē)會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)翻？五、達(dá)標(biāo)測(cè)試1.一輛卡車(chē)在丘陵地勻速行駛,地形如圖所示,由于輪胎太舊,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段應(yīng)是()A.a處

B.b處C.c處

D.d處2、質(zhì)量為4000kg的汽車(chē),通過(guò)半徑為40m的凸形橋頂端時(shí),對(duì)橋頂?shù)膲毫φ脼榱?則汽車(chē)的速度大小為多少？若以10m/s的速度過(guò)橋，對(duì)橋的壓力是多少？(ｇ取10m/s2)3、下列說(shuō)法正確的是(B)A、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心B、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周切線方向離開(kāi)圓心C、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它自己會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向心力，維持其作圓周運(yùn)動(dòng)。D、作離心運(yùn)動(dòng)的物體，是因?yàn)槭艿诫x心力作用的緣故。4、為了防止汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以：(D)a、增大汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度b、減小汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度c、增大汽車(chē)與路面間的摩擦d、減小汽車(chē)與路面間的摩擦A、a、bB、a、cC、b、dD、b、c5、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的有：（B）A、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干；B、轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心；C、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等不能超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速；D、離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理。6、汽車(chē)與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，公路某轉(zhuǎn)彎處半徑為R（最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），問(wèn)：（1）若路面水平，汽車(chē)轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，汽車(chē)速度不能超過(guò)多少？（2）若將公路轉(zhuǎn)彎處路面設(shè)計(jì)成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，使路面與水平面有一傾角a，汽車(chē)以多大速度轉(zhuǎn)彎使，可以使車(chē)與路面間無(wú)摩擦力？（1）（2）【學(xué)情分析】在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)了描述圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量（如線速度、角速度、向心加速度等）和向心力；并已知道對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)，盡管這時(shí)曲線各個(gè)地方的彎曲程度不一樣，但在研究時(shí)只要取足夠短的一小段，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理；但學(xué)生對(duì)向心力的理解還不夠透徹，存在一些錯(cuò)誤的前概念，例如部分學(xué)生錯(cuò)誤地理解為因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了向心力。處于高一階段的學(xué)生，其思維習(xí)慣中形象思維占的比例還比較大，邏輯思維的能力有待進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和提高；學(xué)生思維活躍，求知欲強(qiáng)，他們很希望參與到課堂中來(lái)，利用學(xué)到的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。而生活中的圓周運(yùn)動(dòng)貼近學(xué)生實(shí)際，教師通過(guò)火車(chē)轉(zhuǎn)彎、汽車(chē)過(guò)橋問(wèn)題重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生利用牛頓第二定律，分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力情況，找出向心力的來(lái)源，對(duì)于物理學(xué)科特定的研究方法和分析方法已有了一定的了解，但還不是非常的熟練，有待進(jìn)一步地培養(yǎng)。效果分析本節(jié)課的設(shè)計(jì)思想是借助問(wèn)題給學(xué)生一個(gè)思維的支點(diǎn)，在教師的引領(lǐng)下，從分析生活中的簡(jiǎn)單現(xiàn)象入手，找到一般規(guī)律。在新的問(wèn)題情境中思考、發(fā)現(xiàn)生活中的模型。通過(guò)類比，把日常生活中的知識(shí)聯(lián)系到新問(wèn)題的解決當(dāng)中，在加深知識(shí)理解的過(guò)程中，也培養(yǎng)了分析應(yīng)用能力。同時(shí)，通過(guò)對(duì)事故原因的分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的分析方法和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。體現(xiàn)“從生活走向物理、從物理走向社會(huì)”的物理教學(xué)理念。通過(guò)具體的實(shí)例分析，強(qiáng)化了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，取得了較好的效果。教材分析本課是人教版（必修2）第五章《曲線運(yùn)動(dòng)》的第7節(jié)，本節(jié)是圓運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課，內(nèi)容豐富，教材中每個(gè)例子的選擇都各有特長(zhǎng)，很有代表性：鐵路的彎道是分析水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；拱形橋和凹形橋是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(wèn)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)。跟據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，本節(jié)課先研究鐵路的彎道分析，再討論汽車(chē)的過(guò)橋問(wèn)題。最后分析航天器中失重現(xiàn)象和離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。這樣做的目的是為了讓學(xué)生的探究從易到難。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既能進(jìn)一步鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的受力分析、牛頓第二定律，向心加速度、向心力等知識(shí)，又能增強(qiáng)物理知識(shí)與日常生活、宇宙開(kāi)發(fā)的聯(lián)系，同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的思想熱情。評(píng)測(cè)練習(xí)例1火車(chē)在半徑r＝900m的彎道轉(zhuǎn)彎，火車(chē)質(zhì)量為8×105kg，軌道寬為l＝1.4m，外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn)＝14cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車(chē)的速度應(yīng)為多大？(g取10m/s2)（在角度很小時(shí)，tanα≈sinα）例2、如圖所示,汽車(chē)質(zhì)量為1.5×104kg,以不變的速率先后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面,橋面圓弧半徑為30ｍ,如果橋面承受的最大壓力不得超過(guò)2.0×105N,汽車(chē)允許的最大速率是多少?汽車(chē)以此速率駛過(guò)橋面的最小壓力是多少?（ｇ＝10m/s2）例3：質(zhì)量為2.0×103kg的汽車(chē)在水平公路上行駛，輪胎與路面間的最大靜摩擦力為1.4×104N。汽車(chē)經(jīng)過(guò)半徑為50m的彎路時(shí)，如果車(chē)速達(dá)到72km/h，這輛車(chē)會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)翻？達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)1.一輛卡車(chē)在丘陵地勻速行駛,地形如圖所示,由于輪胎太舊,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段應(yīng)是(D)A.a處

B.b處C.c處

D.d處2、質(zhì)量為4000kg的汽車(chē),通過(guò)半徑為40m的凸形橋頂端時(shí),對(duì)橋頂?shù)膲毫φ脼榱?則汽車(chē)的速度大小為多少？若以10m/s的速度過(guò)橋，對(duì)橋的壓力是多少？(ｇ取10m/s2)20m/s；3.0×104N3、下列說(shuō)法正確的是()A、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心B、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周切線方向離開(kāi)圓心C、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它自己會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向心力，維持其作圓周運(yùn)動(dòng)。D、作離心運(yùn)動(dòng)的物體，是因?yàn)槭艿诫x心力作用的緣故。4、為了防止汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以：()a、增大汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度b、減小汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度c、增大汽車(chē)與路面間的摩擦d、減小汽車(chē)與路面間的摩擦A、a、bB、a、cC、b、dD、b、c5、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的有：（）A、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干；B、轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心；C、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等不能超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速；D、離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理。6、汽車(chē)與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，公路某轉(zhuǎn)彎處半徑為R（最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），問(wèn)：（1）若路面水平，汽車(chē)轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，汽車(chē)速度不能超過(guò)多少？（2）若將公路轉(zhuǎn)彎處路面設(shè)計(jì)成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，使路面與水平面有一傾角a，汽車(chē)以多大速度轉(zhuǎn)彎使，可以使車(chē)與路面間無(wú)摩擦力？教學(xué)反思通過(guò)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)問(wèn)題的一般方法，更重要的是使他們認(rèn)識(shí)到火車(chē)轉(zhuǎn)彎和汽車(chē)過(guò)橋的模型在生活中是普遍存在的，認(rèn)識(shí)到生活中的簡(jiǎn)單現(xiàn)象往往就是解決實(shí)際問(wèn)題的靈感的來(lái)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(chē)轉(zhuǎn)彎、汽車(chē)轉(zhuǎn)彎也有相似的情況，從而