本文格式為Word版，下載可任意編輯——“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)〞教學(xué)案例

“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)〞教學(xué)案例

克山一中蘇景山

“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)〞是一節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課，教材中的每個(gè)實(shí)例都各有特點(diǎn)，很有代表性。

因而本節(jié)教學(xué)屬于一個(gè)“構(gòu)建新的知識(shí)體系〞和“把握分析問題的方法〞的過程。具體設(shè)計(jì)如下：

圓周運(yùn)動(dòng)是日常生活中的常見現(xiàn)象，但學(xué)生對(duì)此并沒有深刻的了解。他們往往能夠直觀感覺到物體在做圓周運(yùn)動(dòng)，但并不知道如何分析這一運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。而且大多數(shù)學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為向心力是一種特別的力，是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的一個(gè)力。

本節(jié)課將在學(xué)生原有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以火車經(jīng)過圓形軌道、汽車過拱橋（分析橋面為什么不能是凹形的）、生活中的離心運(yùn)動(dòng)三個(gè)問題為主線，通過多媒體演示、試驗(yàn)和探究完成整節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解生活中圓周運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，并能運(yùn)用牛頓其次定律來求解圓周運(yùn)動(dòng)中問題。同時(shí)，還要使學(xué)生明確向心力是一個(gè)效果力，以及離心運(yùn)動(dòng)發(fā)生的條件。通過應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生了解物理知識(shí)對(duì)人類的生活產(chǎn)生的巨大的影響，從而達(dá)成預(yù)定的三維教學(xué)目標(biāo)。

1.知識(shí)與技能

⑴能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。

⑵能用牛頓其次定律定量地分析汽車過拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題。⑶知道航天器中的失重現(xiàn)象的本質(zhì)。

⑷知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生的條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)力與物體的慣性對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所起的作用。

2.過程與方法

⑴培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

⑵通過“以問題為主線〞的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力。

⑶采用分組探討、合作探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生與他人交流、協(xié)作的能力以及科學(xué)探究能力。

⑷通過展示視頻和試驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀測(cè)能力。

⑸通過對(duì)實(shí)例和例題的分析，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力和計(jì)算能力。

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3.情感態(tài)度與價(jià)值觀

⑴滲透“學(xué)以致用〞的思想，體會(huì)學(xué)習(xí)的開心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱心和興趣。⑵勉勵(lì)學(xué)生探究日常生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)其參與科技活動(dòng)的熱心和將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。

重點(diǎn)：運(yùn)用牛頓其次定律求解生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。難點(diǎn)：⑴火車外軌比內(nèi)軌高的原因。

⑵運(yùn)用牛頓其次定律求解汽車過拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題。

講授、分組探討、試驗(yàn)、探究

自主學(xué)習(xí)、交流合作、共同探究

多媒體計(jì)算機(jī)、實(shí)物投影儀、自制離心運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)裝置一、新課引入創(chuàng)設(shè)情景，提出問題

由學(xué)生列舉日常生活中常見的曲線運(yùn)動(dòng)。再演示“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)〞的視頻。此視頻只是為了引出課題而設(shè)，不宜過多說明。

（說明：本過程的目的是，以視頻中好玩兒的現(xiàn)象為載體，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，并引出課題。）

二、新課教學(xué)

問題1火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，實(shí)際是在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，因此會(huì)受到向心力的作用，那么畢竟是什么力提供了向心力呢？

通過展示火車模型和圖片，讓學(xué)生總結(jié)火車車輪的特點(diǎn)。（說明：本過程的目的是鍛煉學(xué)生的觀測(cè)能力和表達(dá)能力。）

讓學(xué)生獨(dú)立分析火車在直線行駛時(shí)的受力狀況，并引導(dǎo)學(xué)生分析當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，假使內(nèi)外鐵軌的高度一致，向心力的來源。讓學(xué)生閱讀課本第24頁第一段的內(nèi)容，找出實(shí)際生活中在鐵路的彎道處，鐵軌的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

（說明：本過程的目的是鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力和自主學(xué)習(xí)的能力，使其能在學(xué)

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習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題。）

結(jié)合火車轉(zhuǎn)彎的具體情景，用問題引導(dǎo)學(xué)生去探究向心力的來源，讓學(xué)生嘗試著推導(dǎo)出速度的表達(dá)式。并用實(shí)物投影儀投影學(xué)生的推導(dǎo)過程。

（說明：本過程的目的是培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，對(duì)他們的推導(dǎo)給出積極正面的確定，使學(xué)生獲得成就感，保護(hù)學(xué)生的探究熱心。）

問題2假使火車的實(shí)際速度大于或小于這個(gè)限速，會(huì)發(fā)生什么狀況呢？給學(xué)生時(shí)間分組探討，再由各小組代表向全班展示探討結(jié)果。教師對(duì)學(xué)生的回復(fù)不做過多的評(píng)價(jià)，等全部展示完畢，再進(jìn)行一次整合。

（說明：本過程的目的是通過分組探討，培養(yǎng)學(xué)生的交流、合作的意識(shí)。）借助場(chǎng)地自行車賽的賽道的圖片和F1汽車大獎(jiǎng)賽的賽道的圖片，介紹外高內(nèi)低的彎道設(shè)計(jì)是普遍存在的。并演示“飛機(jī)轉(zhuǎn)彎的視頻〞，讓學(xué)生探討飛機(jī)在空中轉(zhuǎn)彎時(shí)，向心力的來源。

（說明：本過程的目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)來解釋生活中的常見現(xiàn)象的能力。）

問題3質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力．

教師以提問的形式引導(dǎo)學(xué)生分析在拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)汽車的受力狀況，并探究向心力的來源。再通過大屏幕演示分析過程，并規(guī)范書寫格式。

（說明：本過程的目的是培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，及規(guī)范化的書寫。）

問題4在拱形橋的最高點(diǎn)，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？給學(xué)生時(shí)間分組探討。在學(xué)生探討過程中，教師巡回指導(dǎo)，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生，把握探討方向。再根據(jù)學(xué)生代表的回復(fù)，讓學(xué)生自己完成對(duì)各種現(xiàn)象的總結(jié)。

（說明：本過程的目的是通過探究式的問題引導(dǎo)學(xué)生，在小組內(nèi)合作、交流，完成對(duì)問題的探究。培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和探究能力。）

問題5假使汽車通過的橋變成了凹形橋，在凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋面的壓力是多少？讓學(xué)生根據(jù)上個(gè)問題的分析思路，獨(dú)立分析解決這個(gè)問題。

（說明：本過程的目的是鍛煉學(xué)生思考的獨(dú)立性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，建立學(xué)好物理的自信心。）

問題6假使汽車不在這種特別位置，它的運(yùn)動(dòng)還能不能用我們上面的方法來研究呢？

引導(dǎo)學(xué)生分析不能再直接求解向心力的原因，找出求解向心力的方法。

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（說明：本過程的目的是穩(wěn)定前面的“變速圓周運(yùn)動(dòng)〞的知識(shí)，把握分析問題的基本方法。）

問題7假使地球可以看作一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球半徑R，約為6400km，地面上有一輛汽車在行駛，重量是mg，地面對(duì)它的支持力是FN。根據(jù)我們上面的分析，汽車的速度越大，地面對(duì)它的支持力就越小。那么，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的狀況：速度大到一定的程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是0？（能出現(xiàn)）假使g＝10m/s2，此時(shí)汽車的速度是多少呢？

在這部分教師只是適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，盡量讓學(xué)生表述結(jié)論。

（說明：本過程的目的是通過對(duì)車速的計(jì)算，鍛煉了學(xué)生的計(jì)算能力和應(yīng)用物理知識(shí)的意識(shí)。）

問題8假設(shè)宇宙飛船總質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力，近似等于他們?cè)诘孛嫔系闹亓Γ嚽螅孩抛搶?duì)宇航員的支持力是多大？⑵此時(shí)飛船的速度多大?⑶宇航員會(huì)有什么感覺？

由于有問題7的作為基礎(chǔ)，可以讓學(xué)生自己求解此時(shí)飛船速度的表達(dá)式。之后演示“神州飛船的視頻〞。注意：在這里不宜多作說明，由于萬有引力定律和天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)還沒有學(xué)習(xí)。

（說明：本過程的目的是促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步把握分析問題的思路和方法。同時(shí)視頻中的場(chǎng)景可以讓學(xué)生受到愛國(guó)主義教育，同時(shí)萌發(fā)對(duì)科學(xué)知識(shí)的好奇與渴望。）

試驗(yàn)1：先實(shí)物投影“小球在水平面內(nèi)離心運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)〞，再用flash課件演示這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，讓學(xué)生更明白地觀測(cè)現(xiàn)象。

問題9為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本25頁，有關(guān)離心運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容。并思考當(dāng)繩子提供的向心力與小球需要的向心力之間滿足什么關(guān)系時(shí)，小球會(huì)出現(xiàn)圖片上的這三種運(yùn)動(dòng)。

給學(xué)生時(shí)間閱讀和分小組探討。由小組代表展示探討的結(jié)果。根據(jù)探討分析，讓學(xué)生給離心運(yùn)動(dòng)下一個(gè)定義。

（說明：本過程的目的是加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，鍛煉學(xué)生的概括表達(dá)能力，使學(xué)生享受主動(dòng)獲得知識(shí)的開心。）

問題10離心現(xiàn)象有什么應(yīng)用？

試驗(yàn)2：高速轉(zhuǎn)動(dòng)的杯子中，觀測(cè)濕布的位置變化。介紹離心制管技術(shù)和洗衣機(jī)脫

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水原理。

演示“汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)側(cè)翻〞的視頻。讓學(xué)生分析事故原因。

介紹高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪都不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速的原因。演示“離心事故〞的視頻。

（說明：本過程的目的是通過試驗(yàn)給學(xué)生直觀感受，鍛煉學(xué)生的觀測(cè)能力；通過對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的意識(shí)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的開心，加強(qiáng)學(xué)生的摸索意識(shí)。）

三、課堂小結(jié)

其實(shí)圓周運(yùn)動(dòng)在我們?nèi)粘Ｉ钪惺瞧毡榇嬖诘模ㄟ^本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們也體會(huì)到生活中四處是物理，只要你認(rèn)真觀測(cè)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)值得研究的問題。

教師提問“本節(jié)課你最大的收獲是什么？〞通過學(xué)生的回復(fù)教師完成課堂小結(jié)。四、課后作業(yè)

請(qǐng)同學(xué)們課后復(fù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容，并完成課本第26頁“問題與練習(xí)〞的1—4題。

本節(jié)課是依照新課標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)的，自由度比較大，且比較靈活。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)上遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的建立、理解和運(yùn)用有一個(gè)從感性到理性，從定性到定量的過程，從而使學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的學(xué)習(xí)和運(yùn)用并不感到突然和陌生。教學(xué)中教師運(yùn)用“問題引導(dǎo)探究〞的教學(xué)方法，把學(xué)生觀測(cè)、探討、探究與教師的講解引導(dǎo)融為一體，并本著“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)〞的原則，讓學(xué)生從生活走進(jìn)物理，從物理回到生活，使學(xué)生感到熟悉、困惑和希奇，從而主動(dòng)探究、總結(jié)。然后教師再通過一些貼近生活的小實(shí)例、小試驗(yàn)，使學(xué)生能夠積極地參與問題的分析、探討、交流和體驗(yàn)，從被動(dòng)接受知識(shí)的習(xí)慣中解脫出來，在自主的氣氛中理解把握知識(shí)，發(fā)展提升能力。

能結(jié)合學(xué)生對(duì)前幾節(jié)學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)的狀況，把學(xué)習(xí)范圍拓展到生產(chǎn)、生活實(shí)際中，并從能力培養(yǎng)層面要求學(xué)生通過實(shí)例的分析，培養(yǎng)探究能力。

通過影視片斷引入新課，極大的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，成功的引入了新課。通過問題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)生的探討、歸納，教師當(dāng)好了引領(lǐng)者，即那個(gè)學(xué)生置于發(fā)現(xiàn)與探究之中，不但發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，而且有激發(fā)興趣作用，促使學(xué)生自己形成了離心運(yùn)動(dòng)的概念和認(rèn)識(shí)。

教師首先通過火車轉(zhuǎn)彎要發(fā)生事故的影視片斷，引導(dǎo)學(xué)生分析鐵路轉(zhuǎn)彎處火車做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力來源，教師在其中當(dāng)好了引領(lǐng)者、組織者和合的角色，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解、把握了向心力的來源，并學(xué)會(huì)了分析實(shí)際問題的方法，使三維目標(biāo)

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得到了很好的落實(shí)。

通過情境的設(shè)置與分析，進(jìn)一步明確了離心運(yùn)動(dòng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，并培養(yǎng)學(xué)生分析問題的思維方法和能力。再通過知識(shí)的拓展和學(xué)生的探討又加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)和物理對(duì)生產(chǎn)、生活實(shí)際的指導(dǎo)作用，利于培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度價(jià)值觀。

本節(jié)課的教學(xué)