高中物理生活中的圆周运动教学设计

1、课堂 教学设 计方案课 题：生活中的圆周运动设计者：_单 位：授课班级：高一早节名称人教版高中物理必修2§5.8生活中的圆周运动教学目标知识与技能1、会在具体问题中分析向心力来源，进一步认识和理解向心力是效果力。2、能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。3、能用圆周运动知识、解决较为复杂的综合性问题。 过程与方法1、 通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点， 提高学生分析 和解决问题的能力。2、对繁多的生活现象进行分析，抓住本质，培养学生建立模型的能力。3、培养学生用实验验证自己猜想的能力。 情感、态度与价值观1、 从物理学角度分析生活中的实例，

2、让学生会用科学的眼光看待问题。同时认识到物理离不开生活，生活离不开物理分析。2、将太空课堂，摆式列车等科技前沿的资料带给学生，增强责任感和使命感， 激发用知识建设祖国的学习热情。教学设计 思路本节是圆周运动的应用课，教材内容丰富，这节课时第一课时。教学设计中，着重体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念。课 堂中精选学生感兴趣、有体验、最前沿的事例作为切入点，让学生体会生活中处处 有物理。学以致用是学习的更高境界。课堂设计中，安排了许多环节，让学生感受 用所学知识解决了问题的成就感。摆式列车的猜想，旋转飞椅的高度问题，卫星速度的拓展，尤其是太空轨道的调节， 让学生敢于用物理思维解决生活

3、问题，搭建物理和社会的桥梁。对于向心力来源这个难点，不是用“告知”的方法，而是设计了各种层次的实 验让学生自主体验出来。小球在水平桌面上不能做圆周运动，而在碗里可以，启发学生如何设计火车轨道，继续思考还可以想到像摆式列车那样不改变铁轨而让车身 自己倾斜，一步步理解水平面上向心力的来源。汽车过桥时向心力的来源也是通过实验比较了支持力与重力的大小，使学生深刻体会到向心力是重力和支持力的合 力，理解了“向心力是效果力”的含义。生活现象纷繁复杂，需要抓住本质问题。课堂上列举了许多事例，但不一一分 析，而是让学生在比较中学会构建模型，培养其抽象思维的能力。学生特征 分析在这节课之前，学生已经学习了圆周运

4、动的相关知识，了解了向心加速度和向心力。但在处理具体问题时障碍还很大：不能主动利用牛顿第二定律，认为向心力是额外附加的力。这都需要在这节课加以突破。对于高一这个阶段的学生， 思维习惯中形象思维占的比例还很大， 逻辑思维的能力 有待提高。所以还需要多借助实物模型， 视频等帮助其加深理解。 对于物理学的研 究方法有了一定的了解， 可以进一步加强其观察实验， 构建模型，用实验验证猜想 等各种能力。项目内容解决措施教学重点1、理解向心力是一种效果 力。2、在具体问题中能找到是 谁提供向心力的，并结合牛 顿运动定律求解有关问题。1、 通过凹形桥的受力实验，让学生切实体会到支 持力大于重力，合力充当向心力

5、。2、用轨道的模型和碗内圆周运动帮助学生寻找向 心力，对不熟悉的生活冋题产生亲身感受。教学难点1、具体问题中向心力的来 源。2、关于对临界问题的讨论 和分析。禾U用对飞车的认识，理解临界速度的含义，学习 临界速度的处理方法。教学资源媒体内容要点教学作用所得结论生活中常见圆周运动的图片由生活实例引入新课， 增强学习兴趣，搭建生 活和物理的桥梁。认识到生活中有许多实 例可以看做圆周运动4、28胶济铁路相撞事故模拟动 画设难置疑，引起思辨。圆周运动不一定能顺利 完成，带着疑问继续学 习火车车轮的动画模型和实际模 型直观形象，突破车轮结 构的难点了解的火车车轮的特殊 结构和作用。弯曲的铁轨模型动手实践

6、，探究向心力 来源向心力来自外轨对车轮 的挤压透明碗和小球启发思考，火车弯道上 如何提供向心力抬咼外轨，由支持力和 重力合成向心力摆式列车资料前沿科技，与学生的构 想吻合，体会学以致用 的成就感倾斜车身也可以起到同 样的作用飞机盘旋图片，旋转飞椅图片提供事实，构建模型许多圆周运动与火车转 弯遵守相同的规律旋转飞椅模型玩具启发思考，验证猜测， 用物理思维解决生活问 题旋转角度与质量无关拱形桥与凹形桥图片结合生活，引发思考桥梁模型实验验证向心力来源向心力是效果力地球的图片提供直观形象的感受地面上的运动可以看做 圆周运动翻滚过山车和打夯机视频走进生活，了解各个领域 的圆周运动构建模型玩具：太空轨道动

7、手实践，学以致用应用所学知识解决实际 问题教学流程图:开始复习、提炼研究圆周运动的方法观看火车相撞视频，引发思考展示拱形桥与凹形桥的图片, 思考为什么拱形桥更多见？出示火车车轮和轨道模型，组织学 生探究向心力的来源理论分析找到向心力动手实践，体会轮缘在平路 和弯路上的作用实验验证汽车驶过凹 形桥时受到的支持力 大于重力。演示小球在碗里的圆周运动, 启发学生思考体会向心力是效果力理解如何设计铁路的 弯道，并计算倾角学习拱形桥上的临界速度的意义和 求法。并拓展到卫星的发射引导学生理解转弯处 火车限速的原因提供摆式列车的资料，与 现代科学技术相结合。举一反三，构建模型。用物理知识 解决生活问题举一反

8、三，构建模型。学以致用总结：使提供的向心力满足所需的向 心力是设计圆周运动的核心思路应用知识，拼接玩具教学过程教 学 环 节教师的活动学生的活动设计意图提出本节的内容重在学以致观察图片，从熟悉的生活情境人用贴近学生的游乐和用。手，养成主动用物理知识研究生体育项目，以及全社会引出示图片，让学生感受到生活活实例的习惯。都关注的焦点问题引入中有很多圆周运动。入新课，不仅是提高了新复习并提炼出各种圆周运动的兴趣，而且帮助学生养课共同规律：要想完成圆周运动，成“从生活中发现物理向心力必须满足条件。模型，用物理规律研究 生活”的习惯一、铁路的弯道（水平面内的圆周运动）【视频导入】观看胶济铁路事故动画模拟，

9、思新为什么会发生这样惨痛的事考原因。故？先从车轮的结构开始研究。学生缺少实际经验，对【出示车轮模型】这部分的内容往往模和学生一起动手，让车轮在书体会到如果没有轮缘火车不能模糊糊。用书侧边模拟课侧边行走。引导学生理解轮缘在铁轨上顺利地行驶。铁轨，学生一下就明白在火车行进中的作用。了轮缘的作用，比语言叙述要印象深刻。【提问】转弯时，又是什么情况？教【出示弯曲的铁轨模型】动手操作。只要提供条件，学生可请学生自己动手操作，体会转提出了两种方案：如果轨道是不以想到更适合他们自弯时向心力的来源。固定的，会把外轨挤开 ；轨道固 定之后，拆除外轨火车不能转 弯，而拆除内轨，依然可以转弯。己的解决问题的方案。学

10、【结论】水平路面上拐弯，外 轨对车轮的挤压力提供向心 力。【提问启发】能不能有更安全不是直接告诉学生铁的向心力来源？轨要倾斜，而是通过引【展示小球在碗里做圆周运认识到碗侧壁的支持力的分力导让学生自己想到如动】小球在水平桌面上无法完提供了向心力。铁轨也可以类似何解决向心力不足的成圆周运动，而在碗里可以， 区别是什么？【出示问题，求解最佳倾角】 巡视，找出两种意见的代表， 展示给大豕。【正误辨析，突破难点】 引导学生找到圆平面，用碗里 的圆周运动加深印象。修建以得到更安全可靠的向心 力。受力分析，列方程计算。 两名代表展示自己的方法。讨论哪种方法是对的， 理解火车 拐弯的平面是水平的。问题。培养主

11、动用物理 知识解决实际问题的 习惯。建立火车转弯模型时， 向心力方向是易错点。 先讨论比较，再看碗里 的圆周运动，把不易想 象的火车轨道变得易新【板书】一、铁路的弯道于理解。mgta nm r课【提问】既然铁轨已经做了倾斜，为什理解车速大于规定速度，外轨受么还会发生前面的事故？挤压；车速小于固定速度， 内轨【展示动画】引导学生理解火受挤压。车拐弯时速度太大或太小会会教有什么后果。【与社会需求结合进行拓展】学生初步体会到我们铁轨的倾角限制了火车的提猜想与讨论，想到可以不改变铁可以通过设计得到向速，能不能有别的办法得到向轨的倾角而是改变车体自身的心力，再用摆式列车加心力，从而避免不断的线路改倾角。

12、以引导，又一次启发思学造？维，感受到应用科学改【出示摆式列车的资料】肯定 学生的猜想，指出国外已经有 这样的火车。希望大家通过所 学也能填补我国在这方面的空 白，研制出更便捷的交通工具。变生活的成就感。【构建模型】引导学生对飞机结合图片进行受力分析，与黑板学完火车弯道后，及时盘旋，旋转飞椅等圆周运动进上火车的受力图进行比较，将水进行拓展归类，可以迅行受力分析，发现与火车转弯平面内的圆周运动进行归类，构速扩大解决问题的范的相似之处，构建模型。建模型。围，使学生将形形色色 的圆周运动抽象化模【展示旋转飞椅模型，提出疑 问】旋转时的摆角与游客的质量 是什么关系？猜测结果将一个旋转物上附加一个胶 带，

13、再次启动，验证猜测 与学生分享利用物理规律预测 成功的喜悦，强调利用物理规 律去思考问题才能摆脱盲目猜看到自己预测正确，十分得意新测。二、拱形桥（竖直平面内的圆 周运动）【出示图片】观察图片，形成感性认识。课生活中还有一种类型的圆周运动，是竖直平面内发生的。以 桥为例进行研究。【提出问题】结合桥的模型，分析出拱形桥和为什么拱形桥比凹形桥更为多凹形桥的受力情况。教见？从受力角度分析一下。拱形桥：V2mg FN m r凹形桥：v2FN mg m r因为汽车做圆周运动时需要向学【深度思考】向心力真的是重心力，得出拱形桥上支持力小于 重力，凹形桥上支持力大于重 力。力和支持力合成的吗？会不会比较一下汽

14、车受到支持力和重是额外施加的一个力呢？有什力的大小。如果支持力大于重么办法证明呢？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【出示拱桥模型】引导大家设另有来源。计实验方案，实现实验目的。共同合作完成实验，测出小球静型化，增强器从物理走 向社会的能力。一个简单的模型就可 以拉近物理和生活的 距离。能主动运用物理 规律去代替“感觉”， 就是一次升华。牛顿第二定律的应用 这是本节重点。用桥梁 模型做引导，可以加深 印象。学生虽然列出了运动 方程，但对于向心力的 理解不是发自内心的， 处于被动接受状态。经 过深度思考，实验验证 把向心力是效果力理 解透彻了。对于不确定的猜想， 引【结论

15、】向心力是由重力支持 力的合力提供的。止在凹形桥底部时，桥受到的压 力较小，而行驶过程中凹形桥受 到的压力较大。体会到向心力确实是效果力导学生设计实验加以 验证。这是物理学的重 要研究方法。【板书】二、拱形桥2匚Vmg FN m r【提出问题】拱形桥承受压力临界速度的理解是难较小，这是优点。但是压力太点。比起过山车或水流小不利于控制车辆，尤其是压自己动手计算，展示结果。星，过拱桥更贴近生力减为零，会有飞车的危险。体会临界速度是发生在压力消活，结合学生熟悉的新计算一下为了保证在拱形桥上失的时候。QQ飞车游戏，更容易不发生飞车，对速度有什么要 求。学生回答后强调，飞车是支持 力消失的结果。理解临界

16、速度的含义。课【板书】2XfV当 FN=O 时，mg m ，r得：V Jgr教【结论】强调要想安全通过拱形桥时速度是有限制的。【联系生活】出示两种拱形桥由临界速度表达式入手判断出，让学生感受到生活中的图片，哪种常见？为了适应现代交通工具，拱形桥的处处都有物理知识。的半径应较大。这样可以避免车学【拓展引申，开阔思维】速大时发生危险。汽车在平直路面行驶时，是不在观察图片后，豁然开朗，地球开阔学生的思路，增进是也有弯度呢？出示地球图其实就是半径很大的拱形桥。立学生的想象力，通过思片。是不是也有临界速度呢？刻想到会用临界速度。当速度达维的拓展和应用，使得引导学生与天文知识结合，引到临界速度，也会脱离地

17、面。学生的思维品质得到出卫星发射速度。与天文知识联系后，兴趣浓厚。提冋，为进步探索新 知识、解决新问题开 辟更广阔的渠道。【构建模型，布置任务】观看视频，感受共同特点，建立出示翻滚过山车和打夯机视 频。这些竖直平面内的圆周运动和 拱桥问题的研究方法相同。请 课后完成两个任务：(1) 计算过山车在最高点满足什么条件才安全？(2) 计算打夯机的偏心片的转速满足什么条件才能将打夯机提起？模型。构建模型。在各种生活 问题中抓住核心。【课堂总结】铁路的弯道一 水平面内的再次提炼圆周运动的圆周运动核心思路。拱形桥 -竖直平面内的圆周运动外界提供的向心力与物体需要总的向心力是否相等，是圆周运 动能否完成的关键。生活中各 种圆周运动的设计就是以此为结指导思想的。【动手操作，学以致用】学生看到小球在弯道处被甩出，即使没有圆周运动的出示太空轨道益智玩具，演示立刻想到将外轨抬高。当被告知知识，学生们也可以根与自己拼接时出现的两处失败，