《生活中的圓周運動》教學(xué)設(shè)計
在教學(xué)工作者實際的教學(xué)活動中，時常需要準(zhǔn)備好教學(xué)設(shè)計，編寫教學(xué)設(shè)計有利于我們科學(xué)、合理地支配課堂時間。優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計都具備一些什么特點呢？以下是小編為大家整理的 《生活中的圓周運動》教學(xué)設(shè)計，歡迎閱讀與收藏。
《生活中的圓周運動》教學(xué)設(shè)計1
教學(xué)目標(biāo)：
1、知識與技能：
?、龠M一步加深對向心力的認識，會在實際問題中分析向心力的來源。
②培養(yǎng)學(xué)生獨立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識的能力。
2、過程與方法：
?、偻ㄟ^對幾個圓周運動的實例分析，掌握牛頓第二定律分析向心力的方法。
?、谡{(diào)查公路轉(zhuǎn)彎處或鐵路拐彎處的傾斜情況，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決一些實際問題的能力。
3、情感態(tài)度與價值觀：
?、偻ㄟ^向心力在具體問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識。讓學(xué)生獨立完成一些問題的分析，體驗獨立解決問題的愉悅。
教法分析：
這是圓周運動的很實用的一節(jié)，也是獲取物理學(xué)習(xí)方法很重要的一節(jié)，也是獲取物理學(xué)習(xí)方法很重要的一節(jié)，教師要善于利用已有知識讓學(xué)生自己動手推導(dǎo)出向心力公式和進行正確的受力分析，然后列方程、解方程，進而熟練運用牛頓第二定律解決向心力問題的一般思路與方法。
學(xué)法分析：
學(xué)生要熟練掌握受力分析、利用牛頓第二定律解決問題的一般思路與方法，更進一步明確向心力的來源，理解向心力。是要求學(xué)生多動手，多動腦。
重點、難點：
分析具體問題中向心力的來源，離心現(xiàn)象的理解。
教學(xué)課時：
2課時
教學(xué)媒介及素材：
火車轉(zhuǎn)彎視頻、雨傘甩雨滴視頻、洗衣機脫水桶轉(zhuǎn)動視頻、汽車轉(zhuǎn)彎視頻、航天器中的失重現(xiàn)象視頻。
教學(xué)過程設(shè)計：
?、褚胝n題
生活中的圓周運動有很多，請同學(xué)們思考一下生活中的圓周運動，舉一些實例。
（一）鐵路的彎道
?。厶釂枺輼?biāo)準(zhǔn)公路在拐彎處路面有什么特點？對司機有什么好處？答：外側(cè)高，內(nèi)側(cè)低。在拐彎時，司機幾乎不用轉(zhuǎn)方向盤。那么火車轉(zhuǎn)彎會是什么情況呢？接著放火車轉(zhuǎn)彎視頻。
通過分析火車轉(zhuǎn)彎和汽車轉(zhuǎn)彎情況類似，火車轉(zhuǎn)彎時，具有向心加速度是什么力使它產(chǎn)生向心加速度呢？如果內(nèi)外軌道一樣高，外側(cè)車輪的輪緣擠壓外軌，使外軌發(fā)生彈性形變，外軌對輪緣的彈力就是火車轉(zhuǎn)彎時的向心力。如果在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，那么鐵軌對火車的支持力的方向垂直于軌道指向內(nèi)側(cè)彎道，它與重力的合力指向圓心，為火車轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力，這就減輕了輪緣與外軌的擠壓。
?。蹥w納總結(jié)］在修筑鐵路時，根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由重力和支持力的合力提供。
（二）拱形橋
?。蹌?chuàng)設(shè)問題情境］水平路面上行駛的汽車，所受重力、支持力是一對平衡力，但在過拱形橋和凹形橋時，所受重力和支持力是否也是一對平衡力？教師根據(jù)創(chuàng)設(shè)的問題情境讓學(xué)生展開討論。
［分析］如果汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時，在豎直方向上受重力和地面的支持力，并且二力平衡。如果是拱形橋，汽車以某一速度通過橋的最高點時，橋面受到的壓力如何呢？分析得出，汽車在共性橋的最高點時，對汽車受力分析，向心力由重力和支持力的合力提供，而且重力大于橋?qū)ζ嚨闹С至?，而且汽車對橋的壓力和橋?qū)ζ嚨闹С至κ且粚ο嗷プ饔昧?，大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。
［總結(jié)］汽車對橋面的壓力小于汽車的重力。當(dāng)汽車行駛的速度越大時，汽車對橋面的壓力越小。
?。壑靡桑萑绻麡蛎媸前枷氯サ陌夹螛?，汽車行駛在下面時，橋面受到的壓力如何呢？
［分析］學(xué)生根據(jù)上面分析拱形橋的思路，自己分析汽車通過凹形橋時對橋面的壓力并得出結(jié)論，汽車對橋面的壓力大于汽車的重力。
（三）航天器中的失重現(xiàn)象
?。蹌?chuàng)設(shè)問題情境］讓學(xué)生自己閱讀課本上思考與討論的部分，把地球看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑，地面上有一輛汽車，重量是G，地面對汽車有支持力的作用，汽車沿南北方向不斷加速。根據(jù)上面的分析，汽車速度越大，地面對它的支持力就越小，會不會出現(xiàn)這樣的情況呢？速度大到一定程度時，地面對車的支持力為0？這時駕駛員與座椅的壓力是多少？駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少？他這時可能有什么感覺？
?。劭偨Y(jié)］人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等航天器進入軌道后可近似認為繞地球做勻速圓周運動，此時航天器所受地球的萬有引力提供了衛(wèi)星做圓周運動的向心力。航天器中的人和物隨航天器一起做園中運動，其向心力也是由萬有引力提供的，此時萬有引力全部用來提供向心力，不對其他物體產(chǎn)生壓力，即里面的人和物處于完全失重狀態(tài)。
（四）離心運動
［提問］物體做圓周運動時，如果某一時刻，向心力突然消失，物體將會怎樣呢？那就是我們要學(xué)習(xí)的離心運動，播放雨傘甩雨滴視頻、洗衣機脫水桶轉(zhuǎn)動視頻，提高學(xué)生認真觀察生活中的圓周運動。讓學(xué)生帶著以下三個問題自己看書，總結(jié)規(guī)律。問題一：什么是離心運動？問題二：離心運動的應(yīng)用有哪些？問題三：離心運動的危害和防止。
［分析］做圓周運動的物體，由于慣性，總有沿著切線方向飛去的傾向。但它沒有飛去，這是因為向心力在拉著它，使它與圓心的距離保持不變。一旦向心力突然消失，物體就沿切線方向飛去。比如我們播放的視頻，雨傘轉(zhuǎn)動的時候雨滴還沒有飛出，當(dāng)雨傘停止時雨滴由于慣性而飛出，這是日常生活中我們切身經(jīng)歷的現(xiàn)象。出了向心力突然消失這種情況外，在合力不足以提供所需要的向心力時，物體雖然不會沿切線飛去，也會逐漸遠離圓心。這里描述的運動叫離心運動，接下來請學(xué)生思考一個問題，在什么情況下物體會做近心運動呢？經(jīng)過討論讓學(xué)生自己討論得出結(jié)論：向心力過大時，物體會做近心運動。
教學(xué)反思：
本節(jié)課要注重讓學(xué)生多思考，多練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活，認真觀察生活現(xiàn)象的習(xí)慣。讓學(xué)生自己總結(jié)也有利于提高學(xué)生自己分析問題解決問題的能力。在課堂教學(xué)中學(xué)生參與討論的積極行特別高，有的同學(xué)能舉出很合適的例子，比如講到離心運動時，提問學(xué)生生活中的離心運動有哪些時，有的同學(xué)舉手發(fā)言，舉到了雨傘的例子，轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)停一停，其他的同學(xué)頓時恍然大悟，有的同學(xué)提問為什么洗衣機脫水筒不停呢？這樣的舉例和問題都是高效課堂的保證。我覺得在以后的教學(xué)過程中，不光要讓學(xué)生體驗到視覺的沖擊，更要讓每一位學(xué)生從心里上對物理產(chǎn)生濃厚的興趣，促使自己不斷不探索、不斷去發(fā)現(xiàn)，從中學(xué)時代培養(yǎng)學(xué)生的認識發(fā)現(xiàn)能力，希望中國早日出現(xiàn)像愛因斯坦一樣偉大的物理學(xué)家。
教學(xué)創(chuàng)新：
讓學(xué)生分組討論，自己總結(jié)結(jié)論，然后把不同結(jié)論進行比較，讓各小組代表進行辯論，從而充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。
板書設(shè)計：
一、鐵路的彎道
適當(dāng)選擇內(nèi)外軌高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由重力和支持力的合力提供。
二、拱形橋
汽車對橋面的壓力小于汽車的重力。當(dāng)汽車行駛的速度越大時，汽車對橋面的壓力越小。
三、航天器中的失重現(xiàn)象
四、離心運動
離心運動有很多應(yīng)用，但是離心運動有時也會帶來危害。
《生活中的圓周運動》教學(xué)設(shè)計2
【教材分析】
本節(jié)是人教版高中《物理》必修2第五章第7節(jié)，是《曲線運動》一章的最后一節(jié)。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既是對圓周運動規(guī)律的復(fù)習(xí)與鞏固，又是后面繼續(xù)學(xué)習(xí)天體運動規(guī)律的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。教材安排了鐵路的彎道，汽車過拱橋，航天器中的失重現(xiàn)象，離心現(xiàn)象四個方面的內(nèi)容，如果面面俱到，難免會蜻蜓點水，為了在教學(xué)中突出重點、分散難點，我將教材內(nèi)容進行了重新整合，分兩課時完成。本課為第一課時主要討論鐵路彎道的設(shè)計意圖?！緦W(xué)情分析】通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對圓周運動有了較為清晰地認識，但是對于向心力的概念理解還不夠深入。同時高一的.學(xué)生思維活躍，求知欲強，他們很希望參與到課堂中來，自主的解決問題?！救S學(xué)習(xí)目標(biāo)】過程與方法知識與技能情感態(tài)度和價值觀經(jīng)歷觀察思考，自主探究，交流討論等活動進一步理解向心力的概念。
能在具體問題中找到向心力的來源培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神，合作意識；感悟科學(xué)的嚴(yán)肅性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)教學(xué)重點和難點：在具體問題中找到向心力的來源
【教學(xué)策略】
1．教法：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)；
2．學(xué)法：學(xué)生在教師的引領(lǐng)下，通過觀察現(xiàn)象、自主探究、交流討論等方式參與到課堂中來，體驗求知樂趣，成為學(xué)習(xí)的主人。
3．教學(xué)資源：
?。?）多媒體課件；
?。?）自制教具：車輪模型、彎道模型；
【教學(xué)過程】
一、設(shè)置情景、引入新課
首先，播放一段4.28膠濟鐵路火車事故的視頻動畫，將學(xué)生的注意力吸引到火車轉(zhuǎn)彎這一具體情境中來。我就此提出兩個問題：1．火車轉(zhuǎn)彎時的限定速度是怎樣規(guī)定的？2．火車超速時為什么容易造成脫軌事故？學(xué)生帶著問題進入課堂，既引起了他們的興趣，又為他們的學(xué)習(xí)指明了方向。
二、復(fù)習(xí)鞏固、明確方法
我通過提問的方式，幫助學(xué)生回憶計算向心力的常用公式，然后，設(shè)置情景，讓學(xué)生對做圓周運動的物體做出受力分析并找到向心力的來源。
情景一：物塊隨圓盤做勻速圓周運動。
情景二：小球在杯子內(nèi)壁做圓周運動。此情景并沒有直接展示給學(xué)生，而是提出問題：“你能不用手接觸小球，而不使小球落入杯底嗎？注意，要保證杯口朝上?！弊寣W(xué)生自己設(shè)計出小球的運動方式，并對杯中小球的運動情況作出受力分析。通過這種方式讓學(xué)生參與到課堂中來，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而后，教師做出總結(jié)：分析圓周運動問題，就是要通過運動分析求出物體需要多大的向心力，通過受力分析找到誰在提供向心力，從而建立供需平衡方程，這是解決圓周運動問題的一般思路。
三、設(shè)疑引導(dǎo)、自主探究
這一部分集中了本節(jié)的重點和難點，為了降低學(xué)習(xí)難度，我巧設(shè)梯度，從以下三個部分組織教學(xué)：
1．認識火車車輪的結(jié)構(gòu)特點
首先教師播放視頻，分別展示火車在水平面和水平彎曲軌道上的運動，學(xué)生通過觀察和對比，認識到火車轉(zhuǎn)彎要靠鐵軌和車輪的作用。然后學(xué)生觀察車輪和軌道結(jié)構(gòu)，描述火車車輪結(jié)構(gòu)特點。學(xué)生遇到困難時，教師利用自制教具──模型車輪，加深學(xué)生對車輪結(jié)構(gòu)的印象，并提示學(xué)生思考車輪輪緣的作用。
進一步提出問題：生活中還有什么地方用到了類似的輪子結(jié)構(gòu)？通過學(xué)生的回答，和圖片的展示（學(xué)校門口的電動拉門的輪子），使學(xué)生認識到這一結(jié)構(gòu)在生活中也是常見的，從而拓展了學(xué)生的認識。接著提問學(xué)生：你認為火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時向心力來自哪里？經(jīng)過觀察和思考，學(xué)生已經(jīng)不難想到向心力的來源。而后追問：你認為這樣的轉(zhuǎn)彎方式有什么弊端嗎？學(xué)生通過思考，結(jié)合上課之初播放的視頻，不難回答出這樣做的危害性。
2．真實的火車彎道的情況
那么設(shè)計師有什么好的方法嗎？通過提問，了解學(xué)生對實際鐵路彎道特點的認識情況。而后通過圖片，使學(xué)生認識鐵路彎道處內(nèi)軌低而外軌高的特點；從而發(fā)出疑問，彎道處這樣設(shè)計的用意何在呢？
提示學(xué)生從受力分析入手，找到此時向心力的來源，并要求學(xué)生畫出受力分析圖。
除了正確的分析外，學(xué)生很可能將重力與支持力的合力畫成沿斜面向下，這是對彎道的圓心位置分析不清造成的，對學(xué)生可能做出的兩種向心力的方向，我不直接評論對錯，而是使用自制教具，展示給學(xué)生彎道處路基的特點，讓學(xué)生有所參照。學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)，彎道的內(nèi)側(cè)與碗的內(nèi)壁相似，進而認識到和杯子內(nèi)壁的相似性，把小球在杯子內(nèi)壁的運動與火車在彎道處的運動作對比分析。經(jīng)過這樣兩步，學(xué)生已經(jīng)不難得出正確的受力分析。成功的突破了這一教學(xué)難點。
然后趁熱打鐵，引導(dǎo)學(xué)生從定性到定量，寫出重力與支持力的合力的表達式，為下一步的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。
3．假如你是設(shè)計師
為了解決開課時提出的兩個問題，我設(shè)計了第三部分──假如你是設(shè)計師。
首先，設(shè)置情境：你設(shè)計了一段半徑為r，傾角為θ的鐵路彎道，你會如何規(guī)定火車轉(zhuǎn)彎的速度？提示學(xué)生從解決圓周運動一般本思路出發(fā)，從供需平衡關(guān)系入手，列出方程，從而得出限定速度的表達式。從表達式的得出過程，引導(dǎo)學(xué)生理解，限定速度的規(guī)定實際是為了保證由重力和支持力的合力提供向心力，從而避免車輪和鐵軌間的擠壓，保證行車安全。
接著，通過演示實驗，讓學(xué)生觀察在杯內(nèi)轉(zhuǎn)動過快的小球從杯中飛出的過程，提示學(xué)生思考，如果火車速度過快會怎么樣呢？學(xué)生已經(jīng)不難認識到火車速度過快會使火車脫軌的問題。而后引導(dǎo)學(xué)生用供需平衡條件來解釋這一問題，深化了學(xué)生認識。為了突出重點，這里不提出離心現(xiàn)象這一問題。只是通過現(xiàn)象的分析和認識為離心現(xiàn)象的教學(xué)做好鋪墊。
四、總結(jié)方法、完善認識
通過本節(jié)的教學(xué)不僅要使學(xué)生認識到解決圓周運動問題的一般方法，更重要的是使他們認識到火車轉(zhuǎn)彎的模型在生活中是普遍存在的，認識到生活中的簡單現(xiàn)象往往就是解決實際問題的靈感的來源。進一步啟發(fā)學(xué)生，還有哪些生活中的運動也使用了相同的設(shè)計思想？使學(xué)生認識到自行車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎也有相似的情況，從而從特殊到一般，深化學(xué)生的認識。同時通過對事故原因的科學(xué)分析，使學(xué)生認識到尊重規(guī)律的重要性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。
五、布置作業(yè)、課后拓展
課后作業(yè)是學(xué)生再學(xué)習(xí)的重要途徑，本節(jié)課后我安排了兩項作業(yè)。旨在讓學(xué)生鞏固知識的同時，認識物理與社會的聯(lián)系，將對學(xué)生的知識教育和情感教育引向課外。
1．課后練習(xí)題。
2．了解中國鐵路提速情況，查找資料，提出你對鐵路建設(shè)的建議?！究傮w設(shè)計思想】本節(jié)課的設(shè)計思想是借助問題給學(xué)生一個思維的支點，在教師的引領(lǐng)下，從分析生活中的簡單現(xiàn)象入手，找到一般規(guī)律。在新的問題情境中思考、發(fā)現(xiàn)生活中的模型。通過類比，把日常生活中的知識聯(lián)系到新問題的解決當(dāng)中，在加深知識理解的過程中，也培養(yǎng)了分析應(yīng)用能力。同時，通過對事故原因的分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的分析方法和認真負責(zé)的工作態(tài)度。體現(xiàn)“從生活走向物理、從物理走向社會”的物理教學(xué)理念。
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