《生活中的圆周运动》设计方案.doc

镇江市中小学中青年骨干教师现代教育技术实践活动教学设计方案教学目标分析（结合课程标准说明本节课学习完成后所要达到的具体目标）：生活中的圆周运动这节课是新课标人教版物理必修第二册第六章曲线运动一章中的第八节，也是该章最后一节。本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课，通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用，使学生深入理解圆周运动规律，并且结合日常生活中的某些生活体验，加深物理知识在头脑中的印象。知识目标：（1）知道生活中常见圆周运动，会分析常见圆周运动向心力来源（2）知道离心运动及其产生的原因，知道离心现象的一些应用和可能带来的危害（3）进一步理解向心力的概念，明确匀速圆周运动的产生条件，掌握向心力公式的应用能力目标：（1）通过研究生活中的圆周运动，学会观察、分析、解决问题的程序和方法（2）通过水平面内与竖直面内圆周运动的比较，学会比较分析、总结归纳的能力情感目标：（1）激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯（2）培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯学习者特征分析（结合实际情况，从学生的学习习惯、心理特征、知识结构等方面进行描述）：高一学生学习此部分前，对于圆周运动的规律已经有了一定的了解，也初步掌握了圆周运动问题的研究方法。但是对于如何将此规律应用到实际的生活中去，还需要进一步练习。同时，高一学生逻辑思维能力还有待加强，因此，在教学中较适宜采用实际生活中的例子引入教学问题，以提高学习兴趣。教学过程（按照教学步骤和相应的活动序列进行描述，要注意说明各教学活动中所需的具体资源及环境）：8生活中的圆周运动引入课题 录像展示生活中的常见圆周运动，分为两大类：水平面内与竖直平面内。一、讨论向心力的来源：1、 回顾知识（1）物体做圆周运动时，受力有何共同点物体要受到指向圆心的向心力（2）向心力的特点方向：总是指向圆心大小：2、 分析做圆周运动的物体受力情况学生分析：（1） 赛车过弯向心力分析摩擦力力提供向心力（2） 过山车最高点受力分析重力与支持力的合力提供向心力二、向心力公式的理解“供需”平衡 物体做匀速圆周运动提供物体做匀速圆周运动的力物体做匀速圆周运动所需的力F=从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体物体作匀速圆周运动的原因：“供方”提供物体作匀速圆周运动的力与“需方”物体做匀速圆周运动所需的力达到平衡。师生共同研究得出：研究从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体三、讨论火车转弯：实例研究1火车过弯（水平面内的圆周运动）知识背景1火车以半径R= 300 m在水平轨道上转弯，火车质量为8105kg，速度为30m/s。设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供代入数据可得： Ff=2.4106N但轨道提供的静摩擦力最大值： Ff静m=mg=1.96106N知识背景2海南高速赛车场的试车道 室外自行车赛道 师生共同研究：“供需”有矛盾，如何解决？1、学生研究与讨论 设计方案让火车沿轨道安全通过弯道师生共同讨论学生设计方案学生常见设计方案：1、增大转弯半径2、增加轮缘，提供额外的向心力3、轨道面倾斜，利用支持力的分力提供额外的向心力课件展示（一）展示图片1：火车车轮有凸出的轮缘（二）展示课件1：外轨作用在火车轮缘上的力F是使火车必须转弯的向心力（三）展示课件2：外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力师生共同总结：实际火车与轨道设计中，利用轮缘可增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。2、最佳方案仅利用重力与支持力的合力提供向心力火车以半径R= 900 m转弯，火车质量为8105kg，设计通过速度为30m/s，火车轨距l=1.4 m，要使火车安全通过弯道，轨道应该垫的高度h？（较小时tan=sin）解：由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：=0.14m师生共同讨论3、若火车速度与设计速度不同会怎样？需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求过大时：外侧轨道与轮之间有弹力过小时：内侧轨道与轮之间有弹力师生共同讨论4、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将向哪侧运动？过大时：火车向外侧运动离心过小时：火车向内侧运动向心师生共同总结物体做向心、圆周、离心运动的条件“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力匀速圆周运动离心运动向心运动课件展示：如果速度过大会引发交通事故。四、讨论汽车过拱桥：实例研究2过拱桥（竖直面内圆周运动）学生计算讨论计算比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。汽车对桥面的压力加速度方向超重失重状态最高点竖直向下失重最低点竖直向上超重师学共同研究与讨论1、若速度过快，汽车做何种运动？平抛运动GFN2、汽车有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？五、研究圆周运动要点小结o 从“供”“需”两方面来进行研究o “供”分析物体受力，求沿半径方向的合外力o “需”确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力o “供”“需”平衡做圆周运动拓展研究1、若汽车沿圆弧桥面从顶端下滑，分析汽车的运动情况。2、荡秋千时，你对秋千底座的压力大小恒定吗？请你想办法实际验证一下，并解释为什么？3、 请观察一下，建筑工地上用来砸实地面的“电动夯”工作时的情况：什么时候底座离开地面？什么时候砸向地面？为什么会出这样的结果？教学资源（说明在教学中资源应用的思路、制作或搜集方法）：教学资源的使用主要是1、为了引入课题2、将理论与实际生活相结合3、引发学生的思考，进行深入的研究。制作主要通过网络收集视频，图片等资料，通过编辑软件进行截取适当的部分，制作成教学资源。评价方法或工具（说明在教学过程