人教版高中物理必修2《7.生活中的圆周运动》教学设计1

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教学设计学  科物理年  级高一教学形式多媒体教  师 单  位 课题名称 学情分析 1.通过前面的学习，学生已经对圆周运动有了较为清晰地认识，知道了什么是圆周运动，即会用线速度、角速度描述圆周运动的运动学特征。2.知道物体做圆周运动的原因是某个力或者某几个力的合力提供向心力，但是对于向心力的概念理解还不够深入，如何运用牛顿定律解释圆周运动规律还不甚了解，需要教师积极介入，进行引导。3.高一的学生思维活跃，求知欲强，他们很希望参与到课堂中来，自主的解决问题。因此学好此节内容，学生可以体会到物理学的魅力，深刻认识到缤纷多彩的大千世界是可以用物理规律揭示的。 教材分析本节是第五章“曲线运动”最后一节内容。学习本节内容既是对圆周运动规律的复习与巩固，又是后面继续学习天体运动规律的基础，具有承上启下的作用。教材安排了铁路的弯道，汽车过拱桥，航天器中的失重现象，离心现象四个方面的内容，如果面面俱到，难免会蜻蜓点水，为了在教学中突出重点、分散难点，我将教材内容进行了重新整合，分两课时完成。本课为第一课时主要讨论铁路弯道的设计意图与汽车过拱形桥。 教学目标1、知识与技能目标（1）、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力，会在具体问题中分析向心力的来源；（2）、能运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例；（3）、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。2、过程与方法目标（1）、通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力；（2）、通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力； （3）、通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。 3、情感态度与价值观目标（1）、运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机；（2）、通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念，培养学生的应用实践能力和思维创新意识。教学重难点重点：1．理解向心力是一种效果力；2．在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题。难点：1．具体问题中向心力的来源；2．关于对临界问题的讨论和分析理解利用力—位移图像计算变力做功的依据；3．对变速圆周运动的理解和处理。教学策略：建议：1、信息技术手段的使用 ①用多媒体播放“高速行驶的火车出轨”视频，在视觉冲击的基础上，分析原因。②图片展示火车轨道与火车轮子特点③播放“王亚平太空授课”视频，感受完全失重状态下的宇宙飞船中的水滴的状态2、教学重难点的解决办法圆周运动是生活中普遍存在的一种运动，本节设计基于一些生活中存在的圆周运动，让学生理解向心力和向心加速度的作用，知道其存在的危害及如何利用。通过对航天器中的失重现象让学生理解向心力是由物体所受的合力提供的，任何一种力都有可能提供物体做圆周运动的向心力。通过对离心运动的学习让学生知道离心现象，并能充分利用离心运动且避免因离心运动而造成的危害。本节内容着重于知识的理解应用，学生对于一些内容不易理解，因此在教学时注意用一些贴近学生的生活实例或是让学生通过动手实验来得到结论。积极引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生利用理论知识解决实际问题，学以致用。熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法，锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力，培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识。教学过程与方法     教学环节教师活动学生活动设计意图引入新课（2min）                                 铁路的弯道（20min）                                                                         弧形桥（20min）                播放“西班牙列车脱轨事故”视频，引导学生观察。 提问：火车在什么位置最容易脱轨、侧翻？  提问：原因是什么？ 什么情况下，火车拐弯时容易被甩出去 过车被甩出去的现象不是个例，类似的例子很多，如何给这种现象给个专业名词呢？为什么拐弯处车速大容易发生这种现象呢？ 带着这些问题我们来学习第七节内容  展示火车在弯道处行驶的图片 铁路弯道处是水平的吗？ 铁路弯道是怎样倾斜的？ 为什么要这样设计呢？回答这个问题，需要先看一下火车车轮构造，明确火车在轨道上行驶的原理 展示火车车轮图片，引导学生观察火车车轮里外圆面是否等大 外圆面凸起的部分称之为“轮缘” 使火车牢牢的卡在铁轨上，沿着一维轨线运动 现在我们来解决“弯道为什么倾斜的原因”，回答这个问题，我们不妨假设倘若弯道水平将会出现什么问题 火车拐弯时，实际上是圆周运动，谁提供的向心力呢？  提供向心力的某个力，或某几个力的合力应当指向圆心，在这里，圆心在哪里？ 那么重力或地面的支持力，可能提供向心力吗？ 火车除了受到这两个力的作用，还可能受到什么力  若已知火车质量为m，火车拐弯时车速为v，火车受到的铁轨对其弹力的表达式是什么？ 火车质量m较大，即使车速不是很大，弹力大小也很可观，这对铁轨抗挤压强度要求很到，如若铁轨承受不了这么大的压力，将会出现什么情况？ 如何有效的避免此类问题？工程人员早已经解决，这正是前面我们看到的弯道为什么是倾斜的原因 这个问题提的好，我们首先来思考，当火车在倾斜的弯道上行驶，车速恰到好处，车轮与铁轨之间恰无弹力，此时火车受到哪几个作用力？ 此时火车做圆周运到的圆心在哪？ 可能是重力或者支持力单独提供向心力吗？  谁提高的向心力？ 提示：有没可能是它们的合力呢？ 设轨道倾斜角为 ，自己动手，对火车进行受力分析，列出其合力表达式交通工具通过弧形桥，也是生活中常见的圆周运动，我们首先看一下拱形桥     以汽车通过拱形桥为例，我们研究最简单地情况——通过最高点位置的运动。大家对汽车进行受力分析，列出向心力表达式 汽车通过最高点时，所受的重力与支持力相等吗？   这种状态叫什么？ 思考与讨论：若v过大，汽车可能出现什么问题？ 请小组代表发言，阐述小组讨论结果当，将会出现什么情况若拱形桥半径r足够大，大到与地球半径想当，汽车还会落到地面上吗？ 其实这种状态下的汽车就成了航天器观察视频，注意其中的物理现象 回答：拐弯处 车身容易被甩出 车速较大时 学生意识无法回答          不是，是倾斜的 外高内低 学生急切想知道火车车轮结构特点   车轮里外切面不等大，外侧圆面较大 轮缘有何作用？     可能有同学回答是重力，也可能部分同学回答是铁轨的支持力     在水平面上  不可能 车轨对它的弹力，应该是改力提供的向心力     铁轨断裂，火车出轨，造成交通事故   为什么这样做就可以减弱车轮与铁轨之间的挤压呢？ 重力与轨道的支持力   依然在水平面上 不可能，因为它们其中任何一个都不沿水平方向 学生不知所措   茅塞顿开，对，应该是它们的合力                      由知道支持力小于重力    失重状态  飞车现象    不会，绕地球表面飞行  激发学生的学习兴趣，顺利地导入新课                 从生活走进物理          图片展示，真实可感        由浅入深，循循善诱              假设法分析某些问题，说服性强                      当好老师主导角色                从生活到本质，教给学生用理性的眼光看世界                  注意临界状态板书设计§5.7 生活中的圆周运动                                                                                                                         一、铁路的弯道1、  车轮结构2、  若拐弯处为水平轨道，将出现设计缺陷3、  实际拐弯处为倾斜轨道4、  火车实际速度与设计速度不同时出现的情况 二、弧形桥1、  拱形桥2、凹形桥  分层作业设计1.导学案基础题2.导学案提高题