PAGE3PAGE《生活中的圓周運動》教學設計一、課程標準的要求能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力。二、教學目標分析（一）知識目標：1.能定性分析火車拐彎處外軌比內軌高的原因。2.能定量分析汽車過拱形橋最高點和凹形橋最低點的壓力問題。（二）能力目標：3.學會分析圓周運動方法，通過分析拱形橋、彎道等實際的例子，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力。4．通過對幾個圓周運動的事例分析，掌握用牛頓第二定律分析向心力的方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀目標：5.通過向心力在具體問題中的應用，體會圓周運動的奧妙，養(yǎng)成將物理知識應用于生活和生產實踐的意識。四、教學的重點與難點教學重點：分析具體問題中向心力的來源。教學難點：在具體問題中分析向心力來源，尤其是在火車轉彎問題中。突破措施：組織學生多討論，對學生不太熟悉的火車車輪結構等問題借助演示模型加以說明，使學生更易理解。五、教學手段多媒體：主要PowerPoint演示文稿以及圖片，并輔以視頻。學案：以學促教，提高課堂效益六、教學過程

教學內容教學活動設計意圖導

入

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創(chuàng)設情境：教師演示“水流星”模型，鼓勵學生到講臺前演示，然后讓學生觀看影片《賽車事故》（3分鐘）。讓學生注意觀察：“水流星”模型中水在最高點會不會流不出來，賽車易發(fā)事故在什么地方？引出本節(jié)課（多媒體展示）一、出示本節(jié)課學習目標（教師展示學習目標）演示實驗、視頻創(chuàng)設情境，通過學生觀察，教師提問的方式，引入本節(jié)課學習的主要內容。

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（一）水平面內的圓周運動（以火車過彎道為例）

觀看火車火車車輪的結構的系列圖片，請學生注意觀察鐵軌彎道的特點和火車車輪的特殊結構，教師展示火車轉彎的模型，引導學生一步步分析。問題1：請根據你所了解的以及你剛才從圖片中觀察到的情況，說一說火車的車輪結構如何？軌道結構如何？軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。問題2：如果內外軌一樣高，火車轉彎時做曲線運動，所受合外力應該怎樣？需要的向心力有那些力提供。在此基礎上，引導學生進行弊端分析，提出下面的問題問題3：火車的質量很大，行駛的速度很大，如此長時間后，對軌道和列車有什么影響？如何改進才能夠使軌道和輪緣不容易損壞呢？再次展示火車轉彎的模型，提醒學生觀察軌道的情況。學生討論后總結：1．如果在轉彎處使外軌道略高于內軌道，火車受力不是豎直的，而是斜向軌道的內側。它與重力的合力指向圓心，成為使火車轉彎的向心力。2．如果根據轉彎半徑R和火車行駛速度v適當調整內外軌道的高度差，使轉彎時所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供，這樣外軌道就不再受輪緣的擠壓了?！就卣埂抠愜囉捌?，若減少水平彎道事故，你怎樣設計彎道中的路面？你觀察過高速路轉彎處路面的情況如何？

此時，教師安排進行合作探究（約10分鐘），學生探究過程中學生到黑板上展示。合作探究結束后，進入點評環(huán)節(jié)，讓學生到講臺上點評跟蹤練習1，約3分鐘，教師簡單總結后繼續(xù)講解下一問題?！靖櫨毩?】修鐵路時，兩軌間距是1500mm，某處鐵路轉彎的半徑是300m，若規(guī)定火車通過這里的速度是72km/h.請你運用學過的知識計算一下，要想使內外軌均不受輪緣的擠壓，內外軌的高度差應是多大？（g=10m/s2）(提示：當角α很小時，tanα≈sinα)。（二）豎直平面內的圓周運動（最高點和最低點）汽車過橋為例1、凸形橋問題1：如果汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時，在豎直方向上受力如何？如果汽車在拱形橋頂點靜止時，橋面受到的壓力如何？問題2：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點的時候，橋面受到的壓力如何？

如果汽車的速度不斷增大，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？引導學生分析受力情況，并逐步求得橋面所受壓力。分析過程：確定研究對象；分析汽車的受力情況；找圓心；確定F合即F向心力的方向；根據牛頓第二定律列方程，得出結論。當速度不斷增大的時候，壓力會不斷減小，當速度達到一定值時，汽車對橋面完全沒有壓力，汽車“飄離”橋面，將做平拋運動。問題3：如果是凹形橋，汽車行駛在最低點時，橋面受到的壓力如何？

問題4：前面我們曾經學習過超重和失重現(xiàn)象，那么試利用“超、失重”的觀點定性分析汽車在拱形橋最高點，凹形橋的最低點分別處于哪種狀態(tài)？（學生回答）

教師讓學生點評跟蹤練習2，教師補充?！靖櫨毩?】質量為M=2．0X104KG的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑為20M，如果橋面承受的壓力不得超過3．0×105N，則（1）汽車允許的最大速率是多少？（2）若以所求速率行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？

【拓展】汽車最容易發(fā)生爆胎的點是？（三）課堂小結

請同學來完成，教師進行適當補充（四）當堂檢測1.在某轉彎處，規(guī)定火車行駛的速率為v0，則下列說法中正確的是()A．當火車以速率v0行駛時，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B．當火車的速率v>v0時，火車對外軌有向外的側向壓力C．當火車的速率v>v0時，火車對內軌有向內的擠壓力D．當火車的速率v<v0時，火車對內軌有向內側的壓力2．如圖6．8—7所示，汽車以一定的速度經過一個圓弧形橋面的頂點時，關于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況，以下說法正確的是()A.在豎直方向汽車受到三個力：重力、橋面的支持力和向心力B.在豎直方向汽車只受兩個力：重力和橋面的支持力C.汽車對橋面的壓力小于汽車的重力D．汽車對橋面的壓力大于汽車的重力3.下列關于離心現(xiàn)象的說法正確的是()A．當物體所受的離心力大于向心力時產生離心現(xiàn)象B．做勻速圓周運動的物體，當它所受的一切力都突然消失后，物體將做背離圓心的圓周運動C．做勻速圓周運動的物體，當它所受的一切力都突然消失后，物體將沿切線方向做勻速直線運動D．做勻速圓周運動的物體，當它所受的一切力都突然消失后，物體將做曲線運動（五）布置作業(yè)

課后練習題：2、3、4。。

通過情景分析，層層設問激疑，使得學生的思維動起來，體現(xiàn)教師主導，學生主體讓學生展示思維過程，及時發(fā)現(xiàn)存在的思維障礙點檢測學生掌握情況生活中的圓周運動學情分析在學習本節(jié)內容之前，學生已學習了描述圓周運動的運動學量（如線速度、角速度、向心加速度等）和向心力；但學生對向心力的理解還不夠透徹，存在一些錯誤的理解，例如部分學生錯誤地理解為因為圓周運動而產生了向心力，尤其是向心力來源的分析還不熟練，本節(jié)通過牛頓運動定律在圓周運動中的具體應用進一步加深學生對向心力的理解?；疖囖D彎代表水平面內的圓周運動問題；汽車過拱形橋和凹形橋代表了豎直平面內的圓周運動問題。通過實例分析，學生能夠體會體會物理學在生活中的應用以及對社會發(fā)展的影響，同時也為后續(xù)知識的學習打下基礎。

處于高一階段的學生，其思維習慣中形象思維占的比例還比較大，邏輯思維的能力有待進一步的開發(fā)和提高；對于物理學科特定的研究方法和分析方法已有了一定的了解，但還不是非常的熟練，有待進一步地培養(yǎng)。效果分析彎道賽車側滑視頻場面悲慘，學生演示豎直面水流星，扣人心懸。最高點，杯口向下，水竟沒流下來，太神奇了。此時導入新課，學生的好奇心激發(fā)了學生強烈的求知欲。火車彎軌道及火車車輪的自制教具展現(xiàn)在學生面前，分析火車拐彎所需的向心力來源以及對火車、軌道造成的危害，教師不需要說太多，學生很容易就分析出向心力的來源了，突破了難點。本節(jié)課，導入2分鐘，學生自主學習的時間7分鐘，小組合作探究10分鐘，學生黑板展示，口頭展示10分鐘，教師點撥10分鐘，學生反饋矯正4分鐘，師生總結2分鐘。課堂時間分配合理，學生積極探討交流，學生參與度高，充分體現(xiàn)了學生為主體的地位。學生展示過程中，有學生大膽質疑，而講解的學生從容分析解答疑難，展示了學生良好的心理素質，這個學生也真理解了。通過學生展示看，學習效果很好，達成度很高。教師針對學生展示中暴露的問題，適時點撥，很好的體現(xiàn)了教師的主導地位。這節(jié)課比較成功。生活中的圓周運動教材分析《新課程標準》要求學生能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力。本節(jié)就是牛頓運動定律在圓周運動中的具體應用，與生活聯(lián)系密切，內容豐富。教材中的每個例子都有很強的代表性，如火車轉彎代表水平面內的圓周運動問題；汽車過拱形橋和凹形橋代表了豎直平面內的圓周運動問題。本節(jié)在上節(jié)課基礎上，深入分析向心力來源，讓學生正確理解認識向心力，教材中通過分析實例，使學生獲得正確認識。學習它有助于了解物理學的特點和研究方法，體會物理學在生活中的應用以及對社會發(fā)展的影響，同時也為后續(xù)知識的學習打下基礎。研究火車轉彎問題時，首先要讓學生清楚火車輪和車軌構造，因為好多同學雖坐過火車，但并未認真觀察過火車輪特點，用實物模型可以讓學生清楚的了解其構造，為后面分析火車轉彎問題的向心力來源打下基礎；另外在分析火車轉彎問題時，哪些力提供向心力，圓心在何處也是難點，在外軌高于內軌的向心力來源分析時，好多同學誤認為向心力沿兩鐵軌平面向下，這反映學生對圓心位置不清楚。在教學過程中，首先讓學生明確鐵軌構造，清楚圓心位置，然后引導學生分析火車受力情況，應用牛頓第二定律列方程。分析汽車過橋時，重點分析拱橋的最高點車的受力、速度、加速度問題。汽車過拱橋的運動是變速圓周運動，這里只分析車在最高點和最低點的情況，這個問題與“水流星”模型相同。關鍵還是明確圓心的位置，清楚受力情況，分析向心力來源，然后應用牛頓第二定律列方程。課本中的“思考與討論”，是鼓勵學生展開想象的翅膀，把拱形橋的物理圖景進一步推廣，讓學生體會到物理模型的奇妙，同時為后面學習宇宙航行做好準備。航天器中的失重現(xiàn)象，雖然有必修一超重、失重現(xiàn)象做鋪墊，但仍然是個難點，建議播放航天員的生活和活動視頻，對失重現(xiàn)象有個大致了解，然后再進行分析討論。【跟蹤練習1】修鐵路時，兩軌間距是1500mm，某處鐵路轉彎的半徑是300m，若規(guī)定火車通過這里的速度是72km/h.請你運用學過的知識計算一下，要想使內外軌均不受輪緣的擠壓，內外軌的高度差應是多大？（g=10m/s2）(提示：當角α很小時，tanα≈sinα)。【跟蹤練習2】如圖所示，質量m＝2.0×104kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20m．如果橋面承受的壓力不得超過3.0×105N，則：(1)汽車允許的最大速率是多少？(2)若以所求速度行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？(g取10m/s2)【當堂檢測】1.在某轉彎處，規(guī)定火車行駛的速率為v0，則下列說法中正確的是()A．當火車以速率v0行駛時，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B．當火車的速率v>v0時，火車對外軌有向外的側向壓力C．當火車的速率v>v0時，火車對內軌有向內的擠壓力D．當火車的速率v<v0時，火車對內軌有向內側的壓力2．如圖6．8—7所示，汽車以一定的速度經過一個圓弧形橋面的頂點時，關于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況，以下說法正確的是()A.在豎直方向汽車受到三個力：重力、橋面的支持力和向心力B.在豎直方向汽車只受兩個力：重力和橋面的支持力C.汽車對橋面的壓力小于汽車的重力D．汽車對橋面的壓力大于汽車的重力生活中的圓周運動課后反思本節(jié)課是在學生掌握了圓周運動的知識，會用牛頓第二定律對圓周運動進行分析運算的基礎上進行的一節(jié)應用課，在充分考慮學生學習存在困難的基礎上,通過演示實驗“水流星“和賽車視頻導入,猜測后激起求知欲望,把物理知識拉近生活，以引起學生的興趣，拾階而上，收獲知識、獲得成功體驗。課堂上主要以學生的自主學習、合作探究為主。研究火車轉彎問題時，首先要讓學生清楚火車輪和車軌構造，因為好多同學雖坐過火車，但并未認真觀察過火車輪特點，用實物模型可以讓學生清楚的了解其構造，為后面分析火車轉彎問題的向心力來源打下基礎；另外在分析火車轉彎問題時，哪些力提供向心力，圓心在何處也是難點，在外軌高于內軌的向心力來源分析時，好多同學誤認為向心力沿兩鐵軌平面向下，這反映學生對圓心位置不清楚。在教學過程中，首先讓學生明確鐵軌構造，清楚圓心位置，然后引導學生分析火車受力情況，應用牛頓第二定律列方程。教師和學生共同突破難點后，讓學生進行合作探究，然后學生展示點評，教師進行點撥，便于調動學生的積極性、主動性和合作意識，發(fā)揮學生的主體地位。在講解汽車過橋時，合理的設置問題，引導學生認識到在弧形橋上，跟在平地上，汽車對橋面的壓力是不同的。航天器中的失重問題，以太空授課中的視頻引入令人耳目一新，但與本節(jié)課開頭的提出的水流星問題的銜接或呼應，若再設計幾個問題深入鏈接一下，就會降低臺階，學生更容易理解。通過學生反映和當堂檢測可以看出，部分學生對航天器中的失重現(xiàn)象理解還存在不足，需要進一步感悟、體會，加強訓練。本節(jié)課到課堂的后半部分處理有的倉促，如果自己再放松一些