《圆周运动的实例分析》教案设计

教学设计高一年级物理圆周运动的实例分析高一年级物理圆周运动的实例分析教学设计一、教材依据本节课是沪科版高中物理必修2 第二章研究圆周运动的第 3 节圆周运动的实例分析 。二、设计思路（一） 、 指导思想突出科学的探究性和物理学科的趣味性；体现了以学生为主体的学习观念；注重了循序渐进性原则和学生的认知规律，使学 生从感性认识自然过渡到理性认识。（ 二 ） 、设计理念本节对学生来说是比较感兴趣的，要使学生顺利掌握本节内容。引导学生在日常生活经验的基础上通过观察和主动探究和归纳，就成为教学中必须解决的关键问题。所以在本节课的设计中，结合新课改的要求，利用“ 六步教学法” ： 教师主导提出问题；学生探求发现问题；主体互动研究问题；课堂整理解决问题；课堂练习巩固提高；反思小结信息反馈 ，为学生准备了导学提纲，重视创设问题的情境和指导学生探究实验，引导学生分析实验现象，归纳总结出实验结论。（三）教材分析本节是研究圆周运动这一章的核心，它既是圆周运的向心力与向心加速度的具体应用，也是牛顿运动定律在曲线运动中的升华，它也将为学习后续的万有引定律应用、带电粒子在磁场中运动等内容作知识与方法上的准备。本节通过对自行车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。在本节教学内容中，圆周运动与人们日常生活、生产技术有着密切的联系，本节教材从生活场景走向物理学习，又从物理学习走向社会应用，体现了物理与生活、社会的密切联系。（四）学情分析本人任教的学生基础较好、动手能力较强，对物理学科特别是紧密联系生活的内容特感兴趣。而且学生已经学完向心力和向心加速度理论知识， 将会在极大的好奇心中学习本节内容， 只是缺乏对实际圆周运动的深度分析，还没有能将其上升至理论高度。三、教学目标（一）知识与技能通过对自行车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。（二）过程与方法将生活实例转换为物理模型进行分析研究。（三）情感态度与价值观1、通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，培养学生对参与物理学习活 动的兴趣，提高学习的自信心。2、通过对日常生活、生产中圆周运动现象的解释，敢于坚持真理、勇于应用科学知识探究生活中的物理学问题。（四）现代教学手段多媒体应用学生导学提纲四、教学重点结合圆周运动实例理解向心力不是一种特殊的力，同时学会分析实际的向心力来源，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题，其中包括分析自行车拐弯、汽车拐弯、火车拐弯等问题。五、教学难点理解做圆周运动的物体受到的向心力是一效果力，进而从受力分析角度寻求向心力的来源；圆周运动临界问题中临界条件的确定，以及圆周运动向心力供需关系匹配问题。六、教学准备1 .教师准备：通过百度及其它网络搜索相关图片、视频、课件等，并对其进行选择、整理，制作成PPT课件、资源库（专题文件夹）等用于课堂教学。2 .学生课前准备：1）、预习本节物理导学提纲，初步学会应用向心力知识分析圆周运动实例；2）、学习小组分工准备与专题有关圆周运动小实验、网络搜索圆周运动相关图片与视频；七、教学过程：教学过程教师活动学生活动教学意图新课引入在这节课的开始我们先做一个简单的小实验。我将细线栓着小小球为什【走进生球让它做圆锥摆运动，并让学生观学生仔细观察，分么做圆锥摆运活，发现动，向心力是物理】察现象。再次让小球做圆锥摆运动析讨论，得出结论。谁提供的？激时，突然剪断细线，观察现象。发了学生的探新课教学此时设问“向心力是谁提供的？”从而引入新课。请1位同学在黑板上分别画这 2幅图中力的示意图，其他同学在 练习本上完成。教师巡视。请学生观察画在这2幅图中的 受力分析示意图，继而总结向心力 的来源。提问：1、自行车转弯问题 根据右图可以看出自行车在通过弯道（圆周的一部分）时都是向内倾斜，这样做的目的是什么？其向心力的来源是什么？自行车转弯时倾斜的角度与哪些因素有关？（ 试推导一下）活动1:观察与作图你能画出图中的 自行车与人整体和汽 车受力示意图吗？究心理2、汽车转弯问题观察右图b,分析汽车在水平路面转弯时是怎样获得向心力的？图b中f是指路面对汽车的摩擦力， 汽车以多大 的速率转弯时，才不致于发生侧向滑 动？教师辅助性的指导学生正确 的处理问题。k府闱二一自 若至春水隼昭面烤电？结合生活实例往往容易使学生理解和正确画出受力分析幅图中的情况图，相互讨论，找出向有一定的代表心力的来源。学生展小1 :自行车性，符合学生转弯时需要的向心力由自的认知规律。行车与人重力和地面对它的作用力的合力提供，2Vrmg tanm即：r接受。上面两2 v tan 一rg学生展示2:汽车在水平路面转弯时获得向心力 的来源是路面对汽车的摩擦力。2 v umg m rv , ugr学生相互合作完成。两幅图中获得自行车转弯时倾斜的角 度与哪些因素 有关，汽车水 平路面以多大 的速率转弯 时，才不致于 发生侧向滑 动。合作与交流：(1)水平转盘上放一小木块，转速为60rad/ min时，木块离轴8cm恰好与 转盘无相对滑动，当转速增加到120rad/min时，为使小木块刚好与转盘保 持相对静止，那么木块应放在离轴多 远的地方？(注：这种情况类似汽车在 水平面上转弯) (2)下图展示的是汽车比赛中汽车在 通过弯道时的情景，观察图中赛场有什 么特点？试分析赛车转弯时是怎样获 得向心力的？其向心力大小如何确上面两个 实例的学习， 进一步巩固与 拓展。充分让 学生掌握所学 的知识。提出问题作出猜想探究与讨 论视屏课件模拟在平直轨道上匀速行驶的火车。提出问题：1、火车受几个力作用？2、这几个力的关系如何？过渡那火车转弯时情况会有何不同 呢？视屏课件和 PPT课件模拟平弯轨 道火车转弯情形。提出问题：1.转弯与直进有何不同？2、画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。火车转弯是一段圆周运动， 圆周轨道为 弯道所在的水平轨道平面； 向心力是谁 提供的？倾听学生的回答，点评、总结。总结：转弯时需要提供向心力，而平直 路前行不需要。受力分析得：需增加一个向心力（效果 力），由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互 相挤压而产生的弹力提供。提出问题：挤压的后果会怎样？教师活动：设疑引申：那么应该如何解决这一实际问题？结合学过的知识加 以讨论，提出可行的解决方案， 并画出 受力图，加以定性说明。1、观察火车运动情况。2、画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关结合所学知识讨论分析。学生讨论：由于火车质量、 速度比较大，故所需向心 力也很大。这样的话，轮 缘和铁轨之间的挤压作用 力将很大，导致的后果是 铁轨容易损坏，轨缘也容 易损坏。听取学生的汇报，点评。投影学生 的受力图，进行定性分析：如下图所示mg火车受的重力和支持力的合力提供向 心力，对内外轨都无挤压， 这样就达到 了保护铁轨的目的。强调说明：向心力是水平的.讨论:学生活动：发挥自己的想 象能力，结合知识点设计 方案。结合受力图发表自 己的见解。层层引 导，步步深入， 学生从自己的 求知愿望出发 提出了探究课 题，必能激发 学生的探究热情。从生活的实际出发，简单易行，既可激发兴趣又可 培养学生探究 知识的欲望和 学习兴趣，提 高在生活中的 应用物理的意 识。培养学生敢于猜想的精神，激发学生的自信心。分析论证(1)当v=v 0时)F合 F向,恰好满足 F =mvo2/r , vo=,内外?两侧车轮轮缘都无压力。(2)当vV0时，F合F向，夕卜轨道对外侧车轮轮缘后压力。(3)当vvo时，F合 F向，外轨道对外侧车轮轮缘有压力。(3)当vvo时，F合F向，内轨道对内侧车轮轮缘有压力。合作与交流：有一列质量为100t的火车，以72km/h速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道 半径400nl(1)试计算铁轨受到的侧压力？(2)由于侧压力对铁轨有很大的损坏作用， 若要使火车以此速率通过弯道， 且使铁轨受到的侧压力 为零，我们可以适当倾斜路基， (如右上图)所示，若车轨间距为 1435mm那么内外轨的高度差该 是多大？5、巩固提高1 .在水平广场上转弯的汽车，向心力由()A.重力和支持力的合力提供B.重力、支持力和牵引力的合力提供C .摩擦力提供D .牵引力提供2 .飞机在沿水平方向匀速飞行时，飞机受到的重力与总是垂直于机翼向上的升力为平衡力，当飞机沿水平面做匀速圆周运动时，机翼与水平面成a角倾斜，如图所示，这“1时关于飞机受力的说法正确的是()一/jfA.飞机受到重力、升力，合力为零B.飞机受到重力、升力和向心力，合力为零C.飞机受到重力、升力，合力不为零D.飞机受到重力、升力和向心力，合力不为零3 .汽车在弯道上转弯时，乘客知道汽车的速率为v,乘客又发现车厢内悬挂小球的细线横向偏离竖直方向的角度为e ,由此该乘客就估算出了弯道的半径。试问乘客估算的依据和结果。(画图)e,半径为r,则汽车完全不靠摩擦力转弯（第4题）4 .如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为的速率是多少。6、信息反馈：通过本课的学习，你有什么收获？我们运用了哪些方法？你还有什么问题?