教學設計高一年級物理《圓周運動的實例分析》 子洲中學艾娜高一年級物理《圓周運動的實例分析》教學設計一、教材依據本節課是滬科版高中物理必修2第二章《研究圓周運動》的第3節《圓周運動的實例分析》。二、設計思路（一）、指導思想①突出科學的探究性和物理學科的趣味性；②體現了以學生為主體的學習觀念；注重了循序漸進性原則和學生的認知規律，使學生從感性認識自然過渡到理性認識。

（二）、設計理念本節對學生來說是比較感興趣的，要使學生順利掌握本節內容。引導學生在日常生活經驗的基礎上通過觀察和主動探究和歸納，就成為教學中必須解決的關鍵問題。所以在本節課的設計中，結合新課改的要求，利用“六步教學法”：教師主導——提出問題；學生探求——發現問題；主體互動——研究問題；課堂整理——解決問題；課堂練習——鞏固提高；反思小結——信息反饋，為學生準備了導學提綱，重視創設問題的情境和指導學生探究實驗，引導學生分析實驗現象，歸納總結出實驗結論。教材分析本節是《研究圓周運動》這一章的核心，它既是圓周運的向心力與向心加速度的具體應用，也是牛頓運動定律在曲線運動中的升華，它也將為學習后續的萬有引定律應用、帶電粒子在磁場中運動等內容作知識與方法上的準備。本節通過對自行車、交通工具等具體事例的分析，理解圓周運動規律分析和解決物理問題的方法。在本節教學內容中，圓周運動與人們日常生活、生產技術有著密切的聯系，本節教材從生活場景走向物理學習，又從物理學習走向社會應用，體現了物理與生活、社會的密切聯系。（四）學情分析本人任教的學生基礎較好、動手能力較強，對物理學科特別是緊密聯系生活的內容特感興趣。而且學生已經學完理論知識，將會在極大的好奇心中學習本節內容，只是缺乏對實際圓周運動的深度分析，還沒有能將其上升至理論高度。三、教學目標（一）知識與技能通過對自行車、交通工具等具體事例的分析，理解圓周運動規律分析和解決物理問題的方法。（二）過程與方法將生活實例轉換為物理模型進行分析研究。（三）情感態度與價值觀1、通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的愉悅，培養學生對參與物理學習活動的興趣，提高學習的自信心。2、通過對日常生活、生產中圓周運動現象的解釋，敢于堅持真理、勇于應用科學知識探究生活中的物理學問題。（四）現代教學手段多媒體應用學生導學提綱教學重點結合圓周運動實例理解向心力不是一種特殊的力，同時學會分析實際的向心力來源，能用向心力公式解決有關圓周運動的實際問題，其中包括分析自行車拐彎、汽車拐彎、火車拐彎等問題。五、教學難點理解做圓周運動的物體受到的向心力是一效果力，進而從受力分析角度尋求向心力的來源；圓周運動臨界問題中臨界條件的確定，以及圓周運動向心力供需關系匹配問題。六、教學準備1．教師準備：通過百度及其它網絡搜索相關圖片、視頻、課件等，并對其進行選擇、整理，制作成PPT課件、資源庫（專題文件夾）等用于課堂教學。2．學生課前準備：1）、預習本節物理導學提綱，初步學會應用向心力知識分析圓周運動實例；2）、學習小組分工準備與專題有關圓周運動小實驗、網絡搜索圓周運動相關圖片與視頻；七、教學過程：教學過程教師活動學生活動教學意圖新課引入【走進生活，發現物理】在這節課的開始我們先做一個簡單的小實驗。我將細線栓著小球讓它做圓錐擺運動，并讓學生觀察現象。再次讓小球做圓錐擺運動時，突然剪斷細線，觀察現象。此時設問“向心力是誰提供的？”從而引入新課。學生仔細觀察，分析討論，得出結論。小球為什么做圓錐擺運動，向心力是誰提供的？激發了學生的探究心理。新課教學師：請1位同學在黑板上分別畫這2幅圖中力的示意圖，其他同學在練習本上完成。教師巡視。請學生觀察畫在這2幅圖中的受力分析示意圖，繼而總結向心力的來源。提問：1、自行車轉彎問題根據右圖可以看出自行車在通過彎道（圓周的一部分）時都是向內傾斜，這樣做的目的是什么？其向心力的來源是什么？自行車轉彎時傾斜的角度與哪些因素有關？（試推導一下）汽車轉彎問題觀察右圖b，分析汽車在水平路面轉彎時是怎樣獲得向心力的？圖b中f是指路面對汽車的摩擦力，汽車以多大的速率轉彎時，才不致于發生側向滑動？教師輔助性的指導學生正確的處理問題。合作與交流：水平轉盤上放一小木塊，轉速為60rad/min時，木塊離軸8cm恰好與轉盤無相對滑動，當轉速增加到120rad/min時，為使小木塊剛好與轉盤保持相對靜止，那么木塊應放在離軸多遠的地方?（注：這種情況類似汽車在水平面上轉彎）（2）下圖展示的是汽車比賽中汽車在通過彎道時的情景，觀察圖中賽場有什么特點？試分析賽車轉彎時是怎樣獲得向心力的？其向心力大小如何確定？活動1：觀察與作圖你能畫出圖中的自行車與人整體和汽車受力示意圖嗎？正確畫出受力分析圖，相互討論，找出向心力的來源。學生展示1：自行車轉彎時需要的向心力由自行車與人重力和地面對它的作用力的合力提供，即：學生展示2：汽車在水平路面轉彎時獲得向心力的來源是路面對汽車的摩擦力。學生相互合作完成。結合生活實例往往容易使學生理解和接受。上面兩幅圖中的情況有一定的代表性，符合學生的認知規律。兩幅圖中獲得自行車轉彎時傾斜的角度與哪些因素有關，汽車水平路面以多大的速率轉彎時，才不致于發生側向滑動。上面兩個實例的學習，進一步鞏固與拓展。充分讓學生掌握所學的知識。提出問題作出猜想探究與討論分析論證［視屏課件］模擬在平直軌道上勻速行駛的火車。提出問題：1、火車受幾個力作用？2、這幾個力的關系如何？［過渡］那火車轉彎時情況會有何不同呢？［視屏課件和PPT課件］模擬平彎軌道火車轉彎情形。提出問題：1.轉彎與直進有何不同？2、畫出受力示意圖，結合運動情況分析各力的關系。火車轉彎是一段圓周運動，圓周軌道為彎道所在的水平軌道平面；向心力是誰提供的？傾聽學生的回答，點評、總結。總結：轉彎時需要提供向心力，而平直路前行不需要。受力分析得：需增加一個向心力（效果力），由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產生的彈力提供。提出問題：擠壓的后果會怎樣？教師活動：設疑引申：那么應該如何解決這一實際問題？結合學過的知識加以討論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明。聽取學生的匯報，點評。投影學生的受力圖，進行定性分析：如下圖所示火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對內外軌都無擠壓，這樣就達到了保護鐵軌的目的。強調說明：向心力是水平的.討論：當v=v0時，F合______F向，恰好滿足F向=mv02/r，v0=_____，內外軌道對火兩側車輪輪緣都無壓力。（2）當v>v0時，F合______F向，外軌道對外側車輪輪緣有壓力。（3）當v<v0時，F合______F向，內軌道對內側車輪輪緣有壓力。教師在其中恰當地進行點拔，總結提升。合作與交流：有一列質量為100t的火車，以72km/h速率勻速通過一個內外軌一樣高的彎道，軌道半徑400m。試計算鐵軌受到的側壓力？（2）由于側壓力對鐵軌有很大的損壞作用，若要使火車以此速率通過彎道，且使鐵軌受到的側壓力為零，我們可以適當傾斜路基，（如上圖）所示，若車軌間距為1435mm，那么內外軌的高度差該是多大？例題應用:讓學生閱讀課本例題。鞏固練習:1、觀察火車運動情況。2、畫出受力示意圖，結合運動情況分析各力的關系。結合所學知識討論分析。學生討論：由于火車質量、速度比較大，故所需向心力也很大。這樣的話，輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大，導致的后果是鐵軌容易損壞，軌緣也容易損壞。學生活動：發揮自己的想象能力，結合知識點設計方案。結合受力圖發表自己的見解。學生分組討論，得出結論；接著完成導學提綱上的結論填空。讓學生拓展思維，進一步理解火車拐彎處的內低外高的特點。學生自主完成。層層引導，步步深入，學生從自己的求知愿望出發提出了探究課題，必能激發學生的探究熱情。從生活的實際出發，簡單易行，既可激發興趣又可培養學生探究知識的欲望和學習興趣，提高在生活中的應用物理的意識。培養學生敢于猜想的精神，激發學生的自信心。充分發揮學生把理論與實踐相結合，科學性地解決問題，從中體驗保護鐵軌的目的。訓練學生的探究問題的能力，培養學生的合作意識。激發學生對科學家的崇敬和熱愛之情。【回歸社會，應用物理】圓周運動在生活、生產技術中實例很廣。特別在下雨或下雪的路面時，我們騎著自行車（摩托車）拐彎應該注意什么；汽車拐彎時，作為駕駛員應該注意什么；火車軌道（210國道）拐彎處設計成內低外高，這又為什么呢。活動：相互討論，分組回答。通過學生的參與探究，探究合作獲取了對生活中圓周運動的實例的新認識，領略到將理論應用于實際解決問題而帶來的成功樂趣。課堂練習導學提綱顯示鞏固提高反思小結通過本課的學習，你有什么收獲？我們運用了哪些方法？你還有什么問題？布置作業1.完成教材課后作業。2.親自實踐騎自行車談談拐彎時的學問，寫一篇微型論文。充分體現了“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。對學生養成關注日常生活中的物理現象的習慣和形成學以致用的責任意識方面都起到潛移默化的作用。板書設計圓周運動的實例分析一、自行車拐彎問題:三、火車拐彎問題:二、汽車拐彎問題:八、教學反思通過師生互動，強化觀察和實驗，讓學生切實感受到物體做圓周運動的動力學原因。教師課堂中大膽地放手讓學生進行自主學習，討論交流，分析拓展，真正體現以學生為主體、生活即課程的理念，并且通過討論與辨析使學生理解方法，學會應用。課堂上的預習交流與展示階段，我們采取對學與群學的學習方式，每一個學生的思維都積極地投入，相互補充、質疑，通過討論與組內、全班展示，每個人都展示了自己。除了知識、技能的熟練和提高，更重要的是滿足了學生強烈的表現欲，能力目標與情感目標在展示中、交流中悄然實現。高一年級物理《圓周運動的實例分析》導學提綱【學習目標】一、知識與能力：1．進一步掌握向心力、向心加速度的有關知識，理解向心力、向心加速度的概念。2．熟練應用向心力、向心加速度的有關公式分析和計算有關問題。二、過程與方法：將生活實例轉換為物理模型進行分析研究。三、情感態度與價值觀：通過對日常生活、生產中圓周運動現象的解釋，敢于堅持真理、勇于應用科學知識探究生活中的物理學問題。【學習重點】分析具體問題中向心力的來源。【學習難點】應用向心力、向心加速度的有關公式分析和計算有關問題。【學習過程】第一部分自主學習（獨立完成下列問題）【情景設疑】：1自行車轉彎問題根據右圖可以看出自行車在通過彎道（圓周的一部分）時都是向內傾斜，這樣做的目的是什么？其向心力的來源是什么？自行車轉彎時傾斜的角度與哪些因素有關？（試推導一下）【情景設疑】：2汽車轉彎問題（1）觀察圖2-26a，分析汽車在水平路面轉彎時是怎樣獲得向心力的？圖b中f是指路面對汽車的摩擦力，汽車以多大的速率轉彎時，才不致于發生側向滑動？合作與交流：水平轉盤上放一小木塊，轉速為60rad/min時，木塊離軸8cm恰好與轉盤無相對滑動，當轉速增加到120rad/min時，為使小木塊剛好與轉盤保持相對靜止，那么木塊應放在離軸多遠的地方？（注：這種情況類似汽車在水平面上轉彎）（2）右下圖展示的是汽車比賽中汽車在通過彎道時的情景，觀察圖中賽場有什么特點？試分析賽車轉彎時是怎樣獲得向心力的？其向心力大小如何確定？第二部分合作探究火車轉彎問題1、提出問題：火車轉彎是一段圓周運動，圓周軌道為彎道所在的水平軌道平面；向心力是誰提供的？受力分析，確定向心力（向心力由鐵軌和車輪輪緣的相互擠壓作用產生的提供）。2、發現問題：如果兩條鐵軌在一個水平面內的話，向心力由鐵軌和車輪輪緣的相互擠壓作用產生的彈力提供，由于火車質量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，對火車和鐵軌損害很大。如何解決這個問題呢？（聯系自行車通過彎道的情況考慮）GFGFNθθ實際在修筑鐵路轉彎處時，要根據轉彎處的半徑r和規定的行駛速度v0，適當選擇內外軌的高度差,外軌要比內軌略微高一點，形成一個斜面，火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對內外軌都無擠壓，這樣就達到了保護鐵軌的目的。如右圖所示，設內外軌間的距離為L，內外軌的高度差為h，O對其進行受力分析可知：O向心力的方向是______________。大小是F向=___________。(必須注意，雖然內外軌有一定的高度差，但火車仍在水平面內做圓周運動)4、解決問題：（1）當v=v0時，F合______F向，恰好滿足F向=mv02/r，求得v0=_______，內外軌道對火車兩側車輪輪緣都無壓力。（2）當v>v0時，F合______F向，外軌道對外側車輪輪緣有壓力。（3）當v<v0時，F合______F向，內軌道對