1、圆周运动的实例分析教案设计 教 学 设 计 高一年级物理圆周运动的实例分析 子洲中学 艾 娜高一年级物理圆周运动的实例分析教学设计一、教材依据本节课是沪科版高中物理必修2第二章研究圆周运动的第3节圆周运动的实例分析。二、设计思路（一）、指导思想突出科学的探究性和物理学科的趣味性；体现了以学生为主体的学习观念；注重了循序渐进性原则和学生的认知规律，使学生从感性认识自然过渡到理性认识。（二）、设计理念本节对学生来说是比较感兴趣的，要使学生顺利掌握本节内容。引导学生在日常生活经验的基础上通过观察和主动探究和归纳，就成为教学中必须解决的关键问题。所以在本节课的设计中，结合新课改的要求，利用“六步教学法
2、”：教师主导提出问题；学生探求发现问题；主体互动研究问题；课堂整理解决问题；课堂练习巩固提高；反思小结信息反馈，为学生准备了导学提纲，重视创设问题的情境和指导学生探究实验，引导学生分析实验现象，归纳总结出实验结论。（3）教材分析 本节是研究圆周运动这一章的核心，它既是圆周运的向心力与向心加速度的具体应用，也是牛顿运动定律在曲线运动中的升华，它也将为学习后续的万有引定律应用、带电粒子在磁场中运动等内容作知识与方法上的准备。 本节通过对自行车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。在本节教学内容中，圆周运动与人们日常生活、生产技术有着密切的联系，本节教材从生活场景走向
3、物理学习，又从物理学习走向社会应用，体现了物理与生活、社会的密切联系。（四）学情分析 本人任教的学生基础较好、动手能力较强，对物理学科特别是紧密联系生活的内容特感兴趣。而且学生已经学完向心力和向心加速度理论知识，将会在极大的好奇心中学习本节内容，只是缺乏对实际圆周运动的深度分析，还没有能将其上升至理论高度。三、教学目标（一）知识与技能 通过对自行车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。（二）过程与方法将生活实例转换为物理模型进行分析研究。（三）情感态度与价值观1、通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，培养学生对参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心。2
4、、通过对日常生活、生产中圆周运动现象的解释，敢于坚持真理、勇于应用科学知识探究生活中的物理学问题。（四）现代教学手段 多媒体应用 学生导学提纲4、教学重点 结合圆周运动实例理解向心力不是一种特殊的力，同时学会分析实际的向心力来源，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题，其中包括分析自行车拐弯、汽车拐弯、火车拐弯等问题。五、教学难点理解做圆周运动的物体受到的向心力是一效果力，进而从受力分析角度寻求向心力的来源；圆周运动临界问题中临界条件的确定，以及圆周运动向心力供需关系匹配问题。六、教学准备1教师准备：通过XX及其它网络搜索相关图片、视频、课件等，并对其进行选择、整理，制作成PPT课件、资源库
5、（专题文件夹）等用于课堂教学。2学生课前准备：1）、预习本节物理导学提纲，初步学会应用向心力知识分析圆周运动实例；2）、学习小组分工准备与专题有关圆周运动小实验、网络搜索圆周运动相关图片与视频；七、教学过程：教学过程教师活动学生活动教学意图新课引入【走进生活，发现物理】 在这节课的开始我们先做一个简单的小实验。我将细线栓着小球让它做圆锥摆运动，并让学生观察现象。再次让小球做圆锥摆运动时，突然剪断细线，观察现象。 此时设问“向心力是谁提供的？”从而引入新课。学生仔细观察，分析讨论，得出结论。 小球为什么做圆锥摆运动，向心力是谁提供的？激发了学生的探究心理。新课教学师： 请1位同学在黑板上分别画这
6、2幅图中力的示意图，其他同学在练习本上完成。教师巡视。 请学生观察画在这2幅图中的受力分析示意图，继而总结向心力的来源。 提问：1、自行车转弯问题根据右图可以看出自行车在通过弯道（圆周的一部分）时都是向内倾斜，这样做的目的是什么？ 其向心力的来源是什么？自行车转弯时倾斜的角度与哪些因素有关？（试推导一下）2、汽车转弯问题 观察右图b，分析汽车在水平路面转弯时是怎样获得向心力的？图b中f是指路面对汽车的摩擦力，汽车以多大的速率转弯时，才不致于发生侧向滑动？教师辅助性的指导学生正确的处理问题。合作与交流：（1）水平转盘上放一小木块，转速为60rad/ min时，木块离轴8cm恰好与转盘无相对滑动，
7、当转速增加到120rad/min时，为使小木块刚好与转盘保持相对静止，那么木块应放在离轴多远的地方?（注：这种情况类似汽车在水平面上转弯）（2）下图展示的是汽车比赛中汽车在通过弯道时的情景，观察图中赛场有什么特点？试分析赛车转弯时是怎样获得向心力的？其向心力大小如何确定？活动1：观察与作图 你能画出图中的自行车与人整体和汽车受力示意图吗？ 正确画出受力分析图，相互讨论，找出向心力的来源。 学生展示1 ：自行车转弯时需要的向心力由自行车与人重力和地面对它的作用力的合力提供， 即： 学生展示2：汽车在水平路面转弯时获得向心力的来源是路面对汽车的摩擦力。 学生相互合作完成。 结合生活实例往往容易使学
8、生理解和接受。上面两幅图中的情况有一定的代表性，符合学生的认知规律。 两幅图中获得自行车转弯时倾斜的角度与哪些因素有关，汽车水平路面以多大的速率转弯时，才不致于发生侧向滑动。 上面两个实例的学习，进一步巩固与拓展。充分让学生掌握所学的知识。提出问题作出猜想探究与讨论 分析论证视屏课件模拟在平直轨道上匀速行驶的火车。提出问题：1、火车受几个力作用？2、这几个力的关系如何？过渡那火车转弯时情况会有何不同呢？视屏课件和PPT课件模拟平弯轨道火车转弯情形。提出问题：1.转弯与直进有何不同？2、画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。火车转弯是一段圆周运动，圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面；向心力是
9、谁提供的？ 倾听学生的回答，点评、总结。总结：转弯时需要提供向心力，而平直路前行不需要。受力分析得：需增加一个向心力（效果力），由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供。提出问题：挤压的后果会怎样？教师活动：设疑引申：那么应该如何解决这一实际问题？结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明。 听取学生的汇报，点评。投影学生的受力图，进行定性分析：如下图所示 火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的。 强调说明：向心力是水平的.讨论：（1）当v=v0 时，F合 _ F向 ， 恰好满足 F向=mv02/r ，v0=_，
10、内外轨道对火两侧车轮轮缘都无压力。（2）当vv0 时，F合 _ F向，外轨道对外侧车轮轮缘有压力。（3）当vv0 时，F合 _ F向，外轨道对外侧车轮轮缘有压力。（3）当vv0 时，F合 _ F向，内轨道对内侧车轮轮缘有压力。合作与交流：有一列质量为100t的火车，以72km/h速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径400m。（1）试计算铁轨受到的侧压力？（2）由于侧压力对铁轨有很大的损坏作用，若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，（如右上图）所示，若车轨间距为1435mm，那么内外轨的高度差该是多大？5、巩固提高1.在水平广场上转弯的汽车，向心力由
11、（ ）A重力和支持力的合力提供 B重力、支持力和牵引力的合力提供 C摩擦力提供 D牵引力提供2.飞机在沿水平方向匀速飞行时，飞机受到的重力与总是垂直于机翼向上的升力为平衡力，当飞机沿水平面做匀速圆周运动时，机翼与水平面成角 倾斜，如图所示，这时关于飞机受力的说法正确的是（ ）A飞机受到重力、升力，合力为零B飞机受到重力、升力和向心力，合力为零C飞机受到重力、升力，合力不为零D飞机受到重力、升力和向心力，合力不为零3.汽车在弯道上转弯时，乘客知道汽车的速率为v，乘客又发现车厢内悬挂小球 的细线横向偏离竖直方向的角度为，由此该乘客就估算出了弯道的半径。试问乘客估算的依据和结果。（画图）4如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是多少。 6、信息反馈： 通过本课的学习，你有什么收获？我们运用了哪些方法？你还有什么问题？
