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

教學(xué)設(shè)計(jì)（一）教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能1．知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力．會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源．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)和生活中水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例．3.會(huì)解釋生活中的離心現(xiàn)象過(guò)程與方法1．經(jīng)歷探究汽車轉(zhuǎn)彎和火車轉(zhuǎn)彎的探究過(guò)程，掌握分析水平面圓周運(yùn)動(dòng)的基本方法.2．觀察生活中的離心現(xiàn)象,在分析現(xiàn)象的過(guò)程中,提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．通過(guò)對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問(wèn)題．建立具體問(wèn)題具體分析的科學(xué)觀念,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)．2．通過(guò)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析．使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來(lái)看待問(wèn)題．（二）重點(diǎn)難點(diǎn)：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．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．（三）教具課件：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的視頻,演示儀，塑料桶,自制教具（四）教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)導(dǎo)入:圓周運(yùn)動(dòng)在我們生活中無(wú)處不在，今天我們一起開啟探索之旅，探索生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。（1）用視頻以第一視角感受生活中的圓周，并歸納按運(yùn)動(dòng)平面的分類并導(dǎo)入本節(jié)課題。學(xué)生：水平面，豎直面，斜面提問(wèn)：1、作穩(wěn)定的圓周運(yùn)動(dòng)的條件?2.需要的向心力表達(dá)式?提供的向心力怎樣獲得?學(xué)生回答1、提供的向心力和需要的向心力相等。2、需要的向心力運(yùn)動(dòng)分析得到表達(dá)式有,提供的向心力受力分析得到。新課教學(xué)：一、水平面的圓周運(yùn)動(dòng)活動(dòng)一、課件展示汽車賽中汽車在通過(guò)彎道時(shí)的情景.尋找向心力列方程。（1）水平路面上轉(zhuǎn)彎師:如果轉(zhuǎn)彎時(shí)的速率過(guò)大，靜摩擦力不能滿足轉(zhuǎn)彎需要時(shí)汽車將怎樣？向外滑出并翻轉(zhuǎn)學(xué)生分析并寫出方程（1）汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力也來(lái)源于地面的靜摩擦力，根據(jù)向心力公式有（2）在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎彎道的路面修好以后，r、θ為定值，因而F1的數(shù)值與v有關(guān)，當(dāng)速率v合適時(shí)，可使F1等于零，這時(shí)mg與FN的合力恰好提供轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力，這時(shí)的速率叫做規(guī)定速率v0，可解得v0＝?；顒?dòng)二、探究火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題教師用多媒體展示火車車輪和鐵軌的基本形狀，并提出下列問(wèn)題：（1）圓周運(yùn)動(dòng)的平面是哪個(gè)？圓心在哪里？（2）由誰(shuí)負(fù)責(zé)提供向心力？水平軌道內(nèi)外軌等高水平軌道學(xué)生觀察圖片和視頻并體驗(yàn)后回答問(wèn)題原來(lái)，火車的車輪上有突出的輪緣，如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，外側(cè)車輪的輪緣擠壓外軌，使外軌發(fā)生彈性形變，外軌對(duì)輪緣的彈力就是火車轉(zhuǎn)彎的向心力。根據(jù)向心力公式有但火車質(zhì)量太大，靠這種辦法得到向心力，輪緣與外軌間的相互作用力太大，鐵軌和車輪極易受損。討論設(shè)計(jì)保護(hù)鐵軌的方案:外軌高于內(nèi)軌傾斜軌道事實(shí)上在火車轉(zhuǎn)彎處，外軌要比內(nèi)軌略微高一點(diǎn)，形成一個(gè)斜面，火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對(duì)內(nèi)外軌都無(wú)擠壓，這樣就達(dá)到了保護(hù)鐵軌的目的.傾斜軌道學(xué)生小組討論交流并列出方程強(qiáng)調(diào)說(shuō)明：向心力是水平的.F向=mv02/r=F合=mgtanθv0=要使火車轉(zhuǎn)彎時(shí)損害最小，應(yīng)以規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎，此時(shí)內(nèi)外軌道對(duì)火車兩側(cè)車輪輪緣都無(wú)壓力.【思考討論】1．若火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速率v＞v0，火車的哪一側(cè)輪緣與軌道之間產(chǎn)生擠壓？若火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速率v＜v0，火車的哪一側(cè)輪緣與軌道之間產(chǎn)生擠壓？總結(jié)：由此也可看出向心力是一個(gè)效果力，任何一個(gè)力或幾個(gè)力的合力，只要它的作用效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所受的向心力。2．我國(guó)鐵路進(jìn)行了第六次大提速，時(shí)速將達(dá)200公里以上。假設(shè)你是一位從事鐵路設(shè)計(jì)的工程師，你認(rèn)為火車提速有必要對(duì)鐵路拐彎處進(jìn)行改造嗎？應(yīng)如何改造？還有其他方法嗎？另：飛機(jī)拐彎找向心力。學(xué)生討論分享（1）當(dāng)v=v0，F(xiàn)向=F合內(nèi)外軌道對(duì)火車兩側(cè)車輪輪緣都無(wú)壓力.(2）當(dāng)v＞v0，F(xiàn)向＞F合時(shí)外軌道對(duì)外側(cè)車輪輪緣有壓力.（3）當(dāng)v＜v0，F(xiàn)向＜F合時(shí)內(nèi)軌道對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有壓力.提問(wèn)：解決圓周問(wèn)題的一般步驟？師生共同總結(jié)：（1）選擇研究對(duì)象：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體（2）運(yùn)動(dòng)分析找出圓心和半徑[來(lái)源:（3）分析物體受力情況找向心力（4）根據(jù)供需平衡列方程課堂練習(xí)1（見(jiàn)課件）二．離心運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?如果物體受的合力不足以提供向心力，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示及現(xiàn)象分析得出結(jié)論.學(xué)生觀察現(xiàn)象總結(jié)。生：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)沿切線飛出去，生：如果物體受的合力不足以提供向心力，它會(huì)做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)．師生：如果向心力突然消失，物體由于慣性，會(huì)沿切線方向飛出去．如果物體受的合力不足以提供向心力，物體雖不能沿切線方向飛出去．但會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心．這兩種運(yùn)動(dòng)都叫做離心運(yùn)動(dòng)．（并用自制教具演示離心且討論臨界。）[討論與思考]師：視頻出示物體做離心運(yùn)動(dòng)的例子．在這些例子中，離心運(yùn)動(dòng)是有益的還是有害的?你能說(shuō)出這些例子中離心運(yùn)動(dòng)是怎樣發(fā)生的嗎?教師聽取學(xué)生見(jiàn)解，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。最后,以膠濟(jì)鐵路事故進(jìn)行安全教育。最后師生共同小結(jié)。板書設(shè)計(jì)（二）學(xué)情分析：學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上通過(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)踐的能力。學(xué)生已經(jīng)較熟練地掌握分析受力的方法，但要從實(shí)際受到的力中找到向心力卻較難。因此，我用情境激趣、設(shè)疑引導(dǎo)、適時(shí)點(diǎn)撥的方式引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)；通過(guò)觀察現(xiàn)象、自主探究、交流討論等方式參與到課堂中來(lái)，體驗(yàn)求知樂(lè)趣，成為學(xué)習(xí)的主人效果分析知識(shí)與技能1．學(xué)生學(xué)會(huì)了在具體問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源．2．基本理解了運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例．3.會(huì)解釋生活中的離心現(xiàn)象過(guò)程與方法1．經(jīng)歷了探究汽車轉(zhuǎn)彎和火車轉(zhuǎn)彎的探究過(guò)程，掌握了分析水平面圓周運(yùn)動(dòng)的基本方法.2．在觀察生活中的離心現(xiàn)象的過(guò)程中,提高了學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．通過(guò)對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，學(xué)生理解了物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會(huì)了用合理、科學(xué)的方法處理問(wèn)題．建立了具體問(wèn)題具體分析的科學(xué)觀念,從而培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)．2．通過(guò)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析．學(xué)生明白了事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來(lái)看待問(wèn)題．（一）教材分析：《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》選自人教版必修2第五章第七節(jié)，是一節(jié)生活中常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)，本課內(nèi)容是圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用，是牛頓第二定律的重要應(yīng)用之一，學(xué)習(xí)它有助于了解物理學(xué)的特點(diǎn)和研究方法，體會(huì)物理學(xué)在生活中的應(yīng)用以及對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，同時(shí)也為后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。鑒于本節(jié)課內(nèi)容較多分為兩課時(shí)（水平面的圓周運(yùn)動(dòng)和離心現(xiàn)象為第一課時(shí)，豎直面的圓周與超失重為第二課時(shí)。）本節(jié)課為第一課時(shí)

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一、車輛轉(zhuǎn)彎例1、汽車轉(zhuǎn)彎一質(zhì)量為m汽車，輪胎和地面的摩擦因數(shù)為μ，汽車在水平路面出轉(zhuǎn)彎，已知轉(zhuǎn)彎半徑為R，則汽車轉(zhuǎn)彎是的最大安全速度為多少？例2、火車轉(zhuǎn)彎水平軌道動(dòng)力學(xué)分析：水平軌道傾斜軌道傾斜軌道動(dòng)力學(xué)分析：火車軌道在轉(zhuǎn)彎處外軌高于內(nèi)軌，其高度差由轉(zhuǎn)彎半徑與火車速度確定.若在某轉(zhuǎn)彎處規(guī)定行駛的速度為v，則下列說(shuō)法中正確的是( ).①當(dāng)火車以v的速度通過(guò)此彎路時(shí)，火車所受重力與軌道面支持力的合力提供向心力②當(dāng)火車以v的速度通過(guò)此彎路時(shí)，火車所受重力、軌道面支持力和外軌對(duì)輪緣彈力的合力提供向心力③當(dāng)火車速度大于v時(shí)，輪緣擠壓外軌④當(dāng)火車速度小于v時(shí)，輪緣擠壓外軌A、①③ B、①④ C、②③ D、②④鞏固練習(xí)二、轉(zhuǎn)臺(tái)與轉(zhuǎn)筒1、如圖所示，小物體A與圓盤保持相對(duì)靜止，跟著圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A的受力情況是：()A．受重力、支持力B．受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C．受重力、支持力、向心力、摩擦力D．以上均不正確2、如圖所示水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物快A，物塊和轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是正壓力的倍，當(dāng)物塊A到轉(zhuǎn)軸的距離為r時(shí),若要保持物塊始終相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度是多大？3、如圖所示，用同樣材料做成的A、B、C三個(gè)物體放在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)．已知三物體質(zhì)量間的關(guān)系mA=2mB=3mC，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系是rC=2rA=2rB，那么以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：()A．物體A受到的摩擦力最大B．物體B受到的摩擦力最小C．物體C的向心加速度最大D．轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速加快時(shí)，物體B最先開始滑動(dòng)4、如圖所示，半徑為r的圓桶繞中心軸OO‘勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，一小塊質(zhì)量為m的小滑塊，靠在圓桶內(nèi)壁與圓桶保持相對(duì)靜止，求小滑塊對(duì)桶的摩擦力和壓力大小各為多少？三、錐擺與類錐擺錐擺1、長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點(diǎn)。讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng))，如圖所示。當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角是時(shí)，求：(1)線的拉力F；(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小；(3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期。2、如圖，已知繩長(zhǎng)a＝0.2m，水平桿長(zhǎng)b＝0.1m，小球質(zhì)量m＝0.3kg，整個(gè)裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。（1）要使繩子與豎直方向成450角，試求該裝置必須以多大的角速度旋轉(zhuǎn)？θωθωrab3、如圖所示，是雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中男運(yùn)動(dòng)員拉著女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面．若女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和豎直方向的夾角為,女運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中女運(yùn)動(dòng)員的重心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,求：這時(shí)男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力大小及兩人轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度？4、如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量不同的小球用長(zhǎng)度不等的細(xì)線拴在同一點(diǎn)，并在同一水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則它們的( ).(A)運(yùn)動(dòng)周期相同 (B)運(yùn)動(dòng)線速度一樣(C)運(yùn)動(dòng)角速度相同 (D)向心加速度相同類錐擺5、如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法中正確（）ABθA．A球的線速度必定大于ABθB．A球的角速度必定小于B球的線速度C．A球的運(yùn)動(dòng)周期必定小于B球的運(yùn)動(dòng)周期D．A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫?、沿半徑為R的半球型碗底的光滑內(nèi)表面，質(zhì)量為m的小球正以角速度ω，在一水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試求此時(shí)小球離碗底的高度RhRh課后反思科學(xué)精神與實(shí)踐創(chuàng)新是學(xué)生核心素養(yǎng)的要素，從物理學(xué)的視角科學(xué)精神和實(shí)踐創(chuàng)新是對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過(guò)程；是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品質(zhì)。本節(jié)課就是基于這種思想進(jìn)行了設(shè)計(jì)：其一，讓學(xué)生以“工程師”的身份參與到“火車轉(zhuǎn)彎的道路建設(shè)”的設(shè)計(jì)中，既讓學(xué)生知道所學(xué)的物理知識(shí)源于生活又服務(wù)于生活的人文價(jià)值和社會(huì)擔(dān)當(dāng)，激發(fā)他們對(duì)物理的熱情。其二，合理建構(gòu)模型