1、1人教版普通高中物理课程实验教科书物理第五章第 8 节生活中的圆周运动教学设计北京市门头沟区首师大附中永定分校 梁 爽（一）指导思想与理论依据物理规律是实践理论实践的过程，物理规律的学习也是指导学生在学习理论的同时在实际应用中进一步理解深化，本节课是一节实际应用课，是学生在学习了圆周运动的基本理论后的基本应用，使学生了解圆周运动是生活中普遍存在的运动，通过一些常见的运动让学生理解向心力和向心加速度的作用，本节内容着重于知识的理解和运用，所以本节课在设计时加入了大量视频，而且很多视频从他们的生活中提取，让学生体会知识来源于生活，又服务于生活，提高学生的学习兴趣。本节课还给学生配备了学案，使本节课
2、的知识链条也同步的体现在学案上，以使学生的知识水平和应用能力同步提高。（二）教学背景分析（1）学情分析：本人所教学校属于农村新建学校，绝大多数同学没有刻苦的学习精神，但大多数学生思维活跃，善于回答问题，但是灵活处理问题能力和计算能力都很差，本节内容虽多，但是解决方法相同，所以在应用物理知识处理问题时，采用分组解决的方法，即能提高效率又能使学生在分析过程中找到共同点。在以往教育教学过程中师生地位平等，坚持学生的主体地位，教师的主导地位，所以课上研究气氛活跃，本节课仍然尽量让学生在观察中提出问题和解决问题，开拓学生的思维能力。（2）教学方式与教学手段：通过多媒体视频和实验演示圆周运动的实例，由学生
3、分组提出问题和解决问题，再统一归纳分析解决圆周运动的方法，另外，绳、杆等模型的最高点速度问题对我们学生来说较难，留待下节课分析，所以作为思考题留下去，即给了学生缓冲时间，又能把课上和课下有机的联系起来。（三）教学目标知识与技能：1、能用牛顿第二定律分析火车外轨比内轨高的原因，并会计算火车转弯的限速。2、能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。3、通过视频了解航天器中的失重现象及其本质。4、知道什么是离心运动及其产生条件。过程与方法：1、观察图片和视频，提出问题，得出高速路和火车轨道外高内地的现象并进行分析2、实验演示小车过拱桥力的变化，分析并演示小球在绳的拉力下和杆的力作用下作圆
4、周的情况，学生课下分析两种情况的条件3、用多媒体播放航天员失重视频，分析现象4、以上三种情况分小组由学生自主完成，根据板书分析归纳5、播放学生游戏录像，分析离心现象及条件情感态度与价值观：1、通过分析体会物理学的实用性，激发学生学习物理和探索自然规律的兴趣。2、通过实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念3、在自由开放平等的交流空间，能互相配合，和谐相处。2（四）教学重点、难点教学重点：1、引导学生分析教科书几个例子中向心力来源。2、让学生明确分析计算的依据仍是牛顿第二定律，这里的加速度是向心加速度。教学难点：1、分析那些力是向心力，圆心在何处。2、应用牛顿第二定律列方程。（五）教学流程3展
5、示图片引入新课视频 三环车辆转弯火车转弯实验：小汽车过拱桥视频：航天员在航天器中的生活视频：学生游戏实验：绳拉小球旋转观察到的现象看到了什么 观察到的现象观察到的现象为什么外高内低为什么测力计读数变化为什么完全失重与前三个问题的现象有何不同由牛二和向心力公式得出结论，学生板书学生分析：解决问题的共同点用结论分析 离心的概念和条件（六）教学过程一、课堂引入，激发学生兴趣和求知欲播放幻灯片：美丽的西班牙巴塞罗那大桥车来车往，漂亮的嫦娥绕月旋转，虽然已经完成使命与地球相撞，但她美丽的身影永远留在了我们的心中。生活中的圆周运动还有很多很多，我们这节课就挑选几个典型事例，做一下分析和讨论。二、学习新知，
6、开始分析过程（1）火车转弯：4视频：三环路四通桥转弯处车辆行驶，学生观察与平直路有什么区别？学生结论：道路不水平，外高内低。老师肯定学生的观察正确，进一步提出，为什么要外高内低？学生：（可能回答）怕车甩出去。师：车甩出去是什么原因呢？为什么外高内低就不会甩出去呢？生：思考和讨论， （老师可提示分析圆周运动的向心力） ，得出结论由重力和支持力的合理提供向心力，减小了摩擦。师：小汽车高速时采用这样的方式转弯，那么火车这个庞然大物又靠什么方法转弯呢？视频：介绍火车的轮缘及其作用。师：内外轨等高时，是什么力提供向心力？学生回答后，教师引导：靠这种方法得到向心力有什么缺点？思考有什么更好的方法？学生会根
7、据高速路的结论得出结论。把该题展示到学案上：(1)设火车轨道半径为 r，火车轨道铺设的倾角为 ，那么火车规定的正常行驶速度为多少？学生进行受力分析，指出合力方向，但暂时不求解。（2）汽车过拱桥：汽车过拱桥的过程可以看做是圆周运动，汽车的受力情况与水平路面上相同吗？实验：如图，测出小车的重力，让小车在水平面、凹面、凸面以相同的速度运动，观察指针的示数变化，由于速度过快，所以采用录像慢镜头的方式回放，让学生观察后得出结论：汽车过凸桥时压力比重力大，过凹桥时压力比重力小。学生利用圆周运动的知识分析：为什么会有这种现象呢？把以下两题体现在学案上：（2）如图设汽车的速度为 v，求汽车受的支持力是多少？o
8、5（3）如图设汽车的速度为 v，求汽车受的支持力是多少？（1） 、 （2） 、 （3）三个问题由三个组的三名同学到黑板解答，其它各组同学先解决自己组的题目，再做其他题目。各组同学给自己组板书的同学进行评价，也可互评。最后由三名同学的板书，学生共同总结，三种问题的共同特征：都是圆周运动，用牛顿第二定律的原理解方程；解题过程中注意受力分析及向心力的判定。演示下面的实验，并在学案中留下列思考题课后思考，下节课解决：a：右图中小球在绳的拉力作用下在竖直面作圆周运动的条件是什么？（提示：分析最高点的速度）b：右图中小球在杆的拉力作用下在竖直面作圆周运动的条件是什么？（提示：分析最高点的速度）请大家看视频
9、：这种现象可以用圆周运动和牛顿第二定律解释吗？（3）航天器中的失重现象用多媒体播放航天员视频，学生观察失重现象，应用牛顿定律和圆周运动的知识分析原因。首先回顾：什么是失重现象？什么是超重现象？失重和超重现象中的重力发生变化吗？航天器中物体失重分析：（体现在学案上）假设宇宙飞船在地球表面附近绕地球作匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径 R，航天员质量为 m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面的重力，此时飞船的速度多大？（4）离心运动oR0o6老师给出离心运动的概念：做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时,将做逐渐远离圆心的运动,此种运动叫“离心
10、运动” 。播放视频：学生游戏，观察现象：谁最先被甩出？为什么？跑出的方向？学生总结离心运动的条件和现象。实验：绳拉着小球做加速旋转，当绳越来越长时，观察小球的轨迹。学生总结离心运动的第二种情况的条件和现象。离心的事例和分析：（体现在学案上，课外阅读）常见的几种离心运动对比图示项目 实物图 原理图 现象及结论洗衣机脱水筒当水滴跟物体附着力F 不足以提供向心力时,即 Fm 2r,水滴做离心运动汽车在水平路面上转弯当最大静摩擦力不足以提供向心力时,即Fmax m ,汽车做rv2离心运动用离心机把体温计的水银甩回玻璃泡中当离心机快速旋转时,缩口处对水银柱的阻力不足以提供向心力时,水银柱做离心运动进入玻
11、璃泡内三、课堂小结，谈收获，讲方法7由学生根据学案和板书内容总结本节课学到的知识和解决问题的方法，大家一起归纳。要在总结中反映出从知识链来说，是利用圆周运动解决具体问题，圆周运动的根本原理是牛顿第二定律，从理论上来说，要知道物理来源于生活，又服务于生活，千万不能只为了应考而忽视了物理的实际应用。四、课后思考地球可以看作一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径（约 6400km）,如果地面上行驶的汽车速度足够大，会发生什么现象？试想这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？（七）学习效果评价1、本节课内容较多，每个练习都做内容完不成，所以采取先分析后统一分组完成的方法既节省了时间，又能使学生意识到，圆周运动的根本原理是相同的，不同也是要注意的地方是受力分析。2、注重实验和生活实践相联系，所有的事情都发生在他们的身边，能够培养他们学习物理的兴趣3、困惑是学生参与的实验过程还不够充分，学生理论体系建构好后，由他们自己设计点小实验，在班级展示，会更提高他们的兴趣和创新能力。
