《生活中的圓周運動》教學設計
在教學工作者實際的教學活動中，時常需要準備好教學設計，編寫教學設計有利于我們科學、合理地支配課堂時間。優(yōu)秀的教學設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》教學設計，歡迎閱讀與收藏。
《生活中的圓周運動》教學設計1
教學目標：
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。
?、谂囵B(yǎng)學生獨立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學生概括總結知識的能力。
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{查公路轉彎處或鐵路拐彎處的傾斜情況，培養(yǎng)學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用，培養(yǎng)學生將物理知識應用于生活和生產實踐的意識。讓學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)，也是獲取物理學習方法很重要的一節(jié)，也是獲取物理學習方法很重要的一節(jié)，教師要善于利用已有知識讓學生自己動手推導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。
學法分析：
學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。
教學課時：
2課時
教學媒介及素材：
火車轉彎視頻、雨傘甩雨滴視頻、洗衣機脫水桶轉動視頻、汽車轉彎視頻、航天器中的失重現(xiàn)象視頻。
教學過程設計：
Ⅰ引入課題
生活中的圓周運動有很多，請同學們思考一下生活中的圓周運動，舉一些實例。
（一）鐵路的彎道
?。厶釂枺輼藴使吩诠諒澨幝访嬗惺裁刺攸c？對司機有什么好處？答：外側高，內側低。在拐彎時，司機幾乎不用轉方向盤。那么火車轉彎會是什么情況呢？接著放火車轉彎視頻。
通過分析火車轉彎和汽車轉彎情況類似，火車轉彎時，具有向心加速度是什么力使它產生向心加速度呢？如果內外軌道一樣高，外側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彎時的向心力。如果在轉彎處使外軌略高于內軌，那么鐵軌對火車的支持力的方向垂直于軌道指向內側彎道，它與重力的合力指向圓心，為火車轉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］在修筑鐵路時，根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，適當選擇內外軌高度差，使轉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)設的問題情境讓學生展開討論。
?。鄯治觯萑绻囋谒铰访嫔蟿蛩傩旭偦蜢o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，而且重力大于橋對汽車的支持力，而且汽車對橋的壓力和橋對汽車的支持力是一對相互作用力，大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。
［總結］汽車對橋面的壓力小于汽車的重力。當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颍囆旭傇谙旅鏁r，橋面受到的壓力如何呢？
?。鄯治觯輰W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
［創(chuàng)設問題情境］讓學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？
［總結］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，不對其他物體產生壓力，即里面的人和物處于完全失重狀態(tài)。
（四）離心運動
?。厶釂枺菸矬w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？那就是我們要學習的離心運動，播放雨傘甩雨滴視頻、洗衣機脫水桶轉動視頻，提高學生認真觀察生活中的圓周運動。讓學生帶著以下三個問題自己看書，總結規(guī)律。問題一：什么是離心運動？問題二：離心運動的應用有哪些？問題三：離心運動的危害和防止。
?。鄯治觯葑鰣A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，雨傘轉動的時候雨滴還沒有飛出，當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，接下來請學生思考一個問題，在什么情況下物體會做近心運動呢？經過討論讓學生自己討論得出結論：向心力過大時，物體會做近心運動。
教學反思：
本節(jié)課要注重讓學生多思考，多練習，培養(yǎng)學生熱愛生活，認真觀察生活現(xiàn)象的習慣。讓學生自己總結也有利于提高學生自己分析問題解決問題的能力。在課堂教學中學生參與討論的積極行特別高，有的同學能舉出很合適的例子，比如講到離心運動時，提問學生生活中的離心運動有哪些時，有的同學舉手發(fā)言，舉到了雨傘的例子，轉一轉停一停，其他的同學頓時恍然大悟，有的同學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過程中，不光要讓學生體驗到視覺的沖擊，更要讓每一位學生從心里上對物理產生濃厚的興趣，促使自己不斷不探索、不斷去發(fā)現(xiàn)，從中學時代培養(yǎng)學生的認識發(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家。
教學創(chuàng)新：
讓學生分組討論，自己總結結論，然后把不同結論進行比較，讓各小組代表進行辯論，從而充分調動學生的學習熱情和積極性。
板書設計：
一、鐵路的彎道
適當選擇內外軌高度差，使轉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》教學設計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)。學習本節(jié)內容既是對圓周運動規(guī)律的復習與鞏固，又是后面繼續(xù)學習天體運動規(guī)律的基礎，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)象四個方面的內容，如果面面俱到，難免會蜻蜓點水，為了在教學中突出重點、分散難點，我將教材內容進行了重新整合，分兩課時完成。本課為第一課時主要討論鐵路彎道的設計意圖?！緦W情分析】通過前面的學習，學生已經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。【三維學習目標】過程與方法知識與技能情感態(tài)度和價值觀經歷觀察思考，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)學生的團隊精神，合作意識；感悟科學的嚴肅性，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W風教學重點和難點：在具體問題中找到向心力的來源
【教學策略】
1．教法：使用情境激趣、設疑引導、適時點撥的方式引領學生的學習；
2．學法：學生在教師的引領下，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，成為學習的主人。
3．教學資源：
?。?）多媒體課件；
（2）自制教具：車輪模型、彎道模型；
【教學過程】
一、設置情景、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，將學生的注意力吸引到火車轉彎這一具體情境中來。我就此提出兩個問題：1．火車轉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？學生帶著問題進入課堂，既引起了他們的興趣，又為他們的學習指明了方向。
二、復習鞏固、明確方法
我通過提問的方式，幫助學生回憶計算向心力的常用公式，然后，設置情景，讓學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：小球在杯子內壁做圓周運動。此情景并沒有直接展示給學生，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。”讓學生自己設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。通過這種方式讓學生參與到課堂中來，提高了學生的學習興趣。而后，教師做出總結：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、設疑引導、自主探究
這一部分集中了本節(jié)的重點和難點，為了降低學習難度，我巧設梯度，從以下三個部分組織教學：
1．認識火車車輪的結構特點
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，學生通過觀察和對比，認識到火車轉彎要靠鐵軌和車輪的作用。然后學生觀察車輪和軌道結構，描述火車車輪結構特點。學生遇到困難時，教師利用自制教具──模型車輪，加深學生對車輪結構的印象，并提示學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構？通過學生的回答，和圖片的展示（學校門口的電動拉門的輪子），使學生認識到這一結構在生活中也是常見的，從而拓展了學生的認識。接著提問學生：你認為火車在水平軌道上轉彎時向心力來自哪里？經過觀察和思考，學生已經不難想到向心力的來源。而后追問：你認為這樣的轉彎方式有什么弊端嗎？學生通過思考，結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
那么設計師有什么好的方法嗎？通過提問，了解學生對實際鐵路彎道特點的認識情況。而后通過圖片，使學生認識鐵路彎道處內軌低而外軌高的特點；從而發(fā)出疑問，彎道處這樣設計的用意何在呢？
提示學生從受力分析入手，找到此時向心力的來源，并要求學生畫出受力分析圖。
除了正確的分析外，學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，展示給學生彎道處路基的特點，讓學生有所參照。學生不難發(fā)現(xiàn)，彎道的內側與碗的內壁相似，進而認識到和杯子內壁的相似性，把小球在杯子內壁的運動與火車在彎道處的運動作對比分析。經過這樣兩步，學生已經不難得出正確的受力分析。成功的突破了這一教學難點。
然后趁熱打鐵，引導學生從定性到定量，寫出重力與支持力的合力的表達式，為下一步的學習做好準備。
3．假如你是設計師
為了解決開課時提出的兩個問題，我設計了第三部分──假如你是設計師。
首先，設置情境：你設計了一段半徑為r，傾角為θ的鐵路彎道，你會如何規(guī)定火車轉彎的速度？提示學生從解決圓周運動一般本思路出發(fā)，從供需平衡關系入手，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，引導學生理解，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，讓學生觀察在杯內轉動過快的小球從杯中飛出的過程，提示學生思考，如果火車速度過快會怎么樣呢？學生已經不難認識到火車速度過快會使火車脫軌的問題。而后引導學生用供需平衡條件來解釋這一問題，深化了學生認識。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)象的教學做好鋪墊。
四、總結方法、完善認識
通過本節(jié)的教學不僅要使學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)學生，還有哪些生活中的運動也使用了相同的設計思想？使學生認識到自行車轉彎、汽車轉彎也有相似的情況，從而從特殊到一般，深化學生的認識。同時通過對事故原因的科學分析，使學生認識到尊重規(guī)律的重要性，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習態(tài)度。
五、布置作業(yè)、課后拓展
課后作業(yè)是學生再學習的重要途徑，本節(jié)課后我安排了兩項作業(yè)。旨在讓學生鞏固知識的同時，認識物理與社會的聯(lián)系，將對學生的知識教育和情感教育引向課外。
1．課后練習題。
2．了解中國鐵路提速情況，查找資料，提出你對鐵路建設的建議?！究傮w設計思想】本節(jié)課的設計思想是借助問題給學生一個思維的支點，在教師的引領下，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中，在加深知識理解的過程中，也培養(yǎng)了分析應用能力。同時，通過對事故原因的分析，培養(yǎng)學生嚴謹科學的分析方法和認真負責的工作態(tài)度。體現(xiàn)“從生活走向物理、從物理走向社會”的物理教學理念。
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