資源簡介

課題 生活中的圓周運動 課型 新授課
教學(xué)目標(biāo) 1.物理觀念：(1)知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運動的物體所受的向心力.會在具體問題中分析向心力的來源。 (2)能理解運用勻速圓周運動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例。 (3)知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度。
2.科學(xué)思維：(1)通過勻速圓周運動的規(guī)律也可以在變速圓周運動中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力。 (2)通過對離心現(xiàn)象的實例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力。
3.科學(xué)探究：(1)通過舉例分析，引導(dǎo)學(xué)生探究生活中的圓周運動。 (2)演示趣味實驗，令學(xué)生同時動手參與，提高學(xué)生的動手探究能力。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：(1)通過對幾個實例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會用合理、科學(xué)的方法處理問題。 (2)通過離心運動的應(yīng)用和防止的實例分析.使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會用一分為二的觀點來看待問題。 (3)養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。
教材分析 《生活中的圓周運動》這節(jié)課是新課標(biāo)人教版《物理》必修二第五章《曲線運動》第7節(jié)，也是本章的最后一節(jié)。本課內(nèi)容是圓周運動有關(guān)知識的綜合應(yīng)用，是牛頓第二定律的重要應(yīng)用之一，學(xué)習(xí)它有助于了解物理學(xué)的特點和研究方法，體會物理學(xué)在生活中的應(yīng)用，同時也為下一章《萬有引力與航天》的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用。
學(xué)情分析 同學(xué)們對圓周運動有了一定的認識，但對于向心力來源以及向心力的應(yīng)用還沒有較好的掌握，這樣就不能很好的進行知識遷移，解決實際問題的能力也較弱。通過研究圓周運動規(guī)律在生活中的具體應(yīng)用，使學(xué)生加深對圓周運動規(guī)律的理解，進而提高學(xué)習(xí)興趣。
教學(xué)重點 理解向心力是一種效果力;在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運動定律求解有關(guān)問題。
教學(xué)難點 具體問題中向心力的來源;關(guān)于對臨界問題的討論和分析;對變速圓周運動的理解和處理。
教學(xué)方法 使用情境激趣、設(shè)疑引導(dǎo)、適時點撥的方式引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)。
教具 多媒體、板書
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
1.新課導(dǎo)入 PPT展示過山車圖片，讓同學(xué)們辨認圖片的真假，帶著過山車能否懸空運行這個疑問進入新課的學(xué)習(xí)。 同學(xué)們思考圖片的真假，調(diào)動圓周運動的相關(guān)知識。 激發(fā)學(xué)生的好奇心，使學(xué)生積極思考。
2.新課講授-火車轉(zhuǎn)彎 1.播放一段火車脫軌的視頻，在視頻播放期間板書。 提問：火車超速為什么會脫軌？ 2.學(xué)習(xí)火車的車輪構(gòu)造 PPT圖片演示車輪的構(gòu)造并進行講解，提問學(xué)生輪緣的作用？ 3.火車轉(zhuǎn)彎 學(xué)習(xí)完車輪的構(gòu)造后，創(chuàng)設(shè)情景。 提問1：火車轉(zhuǎn)彎時可看作做勻速圓周運動，如果火車內(nèi)外軌道一樣高，火車受哪些力？誰充當(dāng)向心力？ 教師在PPT上展示出受力分析，進行講解。 提問2：火車質(zhì)量太大，輪緣與外軌間的相互作用力太大，鐵軌和車輪極易受損，如何改進？ 講解實際生活中火車轉(zhuǎn)彎時其實外軌高于內(nèi)軌。 提問3：火車轉(zhuǎn)彎時可看作做勻速圓周運動，如果火車外軌比內(nèi)軌高，火車受哪些力？誰充當(dāng)向心力？ 在學(xué)生大致求解完后，講解問題3。 提問：質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時，做勻速圓周運動的軌道半徑為r，軌道的傾角為θ，求火車速度多大時對軌道無側(cè)向壓力。 由剛才的受力分析，在黑板上板書解題思路。得出火車轉(zhuǎn)彎的限定速度。 思考：當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時的的行駛速度大于或小于限定速度使，火車是擠壓內(nèi)軌還是外軌。 給學(xué)生1分鐘的時間小組討論，結(jié)束后找兩位同學(xué)分別回答問題。 在同學(xué)們回答的基礎(chǔ)上進行分析，得出視頻中的火車脫軌確實是因為超速。 同學(xué)們觀看視頻。 思考問題 學(xué)生通過預(yù)習(xí)可以回答出：輪緣使火車鑲嵌在鐵軌里。 學(xué)生通過教師引導(dǎo)和自己在本子上進行受力分析，得出由外軌提供向心力。 學(xué)生思考并討論。學(xué)生了解到內(nèi)外軌一樣高不可行。 學(xué)生由問題1的經(jīng)驗自行解決問題，得出受力分析圖。 解題，聽講。 小組討論，合作解題，歸納答案。 行駛速度大于限定速度時會擠壓外軌，行駛速度小于限定速度時會擠壓內(nèi)軌。 激發(fā)學(xué)生的興趣，使課堂具有趣味性。 通過圖片引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)。 培養(yǎng)學(xué)生的解題能力。 使學(xué)生主動想要探究學(xué)習(xí)。 鞏固了學(xué)生的解題能力。 讓學(xué)生有團隊合作意識，培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力。
3.新課講授-汽車過拱橋 1.過最高點 提出三個問題，小組討論。 問題1:向心力由什么力提供？汽車屬于超重還是失重狀態(tài)？ 問題2：隨著汽車的速度增大，是否有一個臨界速度？ 問題3：大于這個臨界速度后，物體做什么運動？ 提問兩個小組，對得出的結(jié)論進行講解。 2.過最低點 提問：高速行駛會出現(xiàn)什么事故。 分析講解，提醒學(xué)生汽車過凹形橋的速度不宜過大,否則過大,汽車可能壓壞凹型橋或者爆胎。 學(xué)生進行小組討論，得出結(jié)論： 汽車處于失重狀態(tài)。 有臨界速度，大于后做平拋運動。 在本子上進行分析，記錄危害。 問題1——問題3，由淺到深，步步推進。1為2做鋪墊，2為3鋪墊。 本環(huán)節(jié)通過對拱形橋和凹形橋問題的探究，使學(xué)生掌握豎直平面內(nèi)的圓周運動，建立模型。 此外，運用向心力的知識解決豎直面內(nèi)的圓周運動。
4.新課講授-航天器中的失重現(xiàn)象 1.思考與討論 地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持力是零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？ 小組討論探究。 對討論的結(jié)果進行分析講解。 2.航天器 上面“思考與討論”中描述的場景其實已經(jīng)實現(xiàn)了，不過不是在汽車上，而是在航天器中。由此得出航天器中的失重現(xiàn)象。 學(xué)生由前面的拱形橋案例，進行類比分析，小組得出結(jié)論：會出現(xiàn)這種情況，壓力為零，駕駛員處于完全失重狀態(tài)。 本環(huán)節(jié)由前面學(xué)過的拱橋的知識推廣到航天器中，使學(xué)生循序漸進的接受知識，符合認知規(guī)律。
5.新課講授-離心運動 1.給出生活中常見的離心運動的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考其中蘊含的圓周運動現(xiàn)象。 2.供需關(guān)系 從供需關(guān)系入手，講解“供”“需”是否平衡決定物體做何種運動。 由具象的圖形得出，在合力與所需向心力大小關(guān)系不同時，所做的運動也不同，有圓周運動、離心運動、向心運動三種情況。 3.離心運動應(yīng)用 (1)　汽車在公路轉(zhuǎn)彎處的限速 (2)轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪限速并加防護罩 想象圖片中的情景。 理解老師所講的內(nèi)容，知道什么是離心運動。 理解生活中的一些現(xiàn)象的原理。 由生活走向物理，聯(lián)系現(xiàn)實。 三種運動講解，有利于學(xué)生正確認知離心運動，避免混淆。
課堂小結(jié) 生活中有很多運動都可以看作圓周運動，解決這類問題的關(guān)鍵就是：選準研究對象進行受力分析。 處理圓周運動問題的一般步驟： 明確對象，找出圓周平面，確定圓心和半徑； 進行受力分析，畫出受力分析圖; 求出在半徑方向的合力，即向心力； 用牛頓第二定律結(jié)合勻速圓周運動的特點列方程求解。 培養(yǎng)學(xué)生的概括能力，更有利于學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的整體建構(gòu)。
作業(yè) 課后習(xí)題1，2題，思考課堂開始的圖片真假，下節(jié)課找同學(xué)回答。 鞏固提升學(xué)生的解題能力，更好的掌握知識。
板書設(shè)計

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