物理必修 第二册第二章 圆周运动第三节 生活中的圆周运动导学案

第七节 生活中的圆周运动

教学设计思路

圆周运动是日常生活中的常见现象，但学生对此并没有深刻的了解。他们往往能够直观感觉到物体在做圆周运动，但并不知道如何分析这一运动现象。而且大多数学生错误地认为向心力是一种特殊的力，是做匀速圆周运动的物体另外受到的一个力。

本节课将在学生原有知识和生活经验的根底上，以问题为主线，通过多媒体演示、实验和探究完成整节课的教学内容，使学生理解生活中圆周运动的本质，并能运用牛顿第二定律来求解圆周运动中问题。同时，还要使学生明确向心力是一个效果力，以及离心运动发生的条件。通过应用实例，让学生了解物理知识对人类的生活产生的巨大的影响，从而达成预定的三维教学目标。

教学目标

1. 知识与技能

⑴能定性分析火车外轨比内轨高的原因。

⑵能用牛顿第二定律定量地分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。

⑶知道航天器中的失重现象的本质。

⑷知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。

2. 过程与方法

⑴培养学生自主学习的能力。

⑵通过“以问题为主线〞的教学方法，培养学生提出问题的能力。

⑶通过展示视频和实验，培养学生的观察能力。

⑷通过对实例和例题的分析，培养学生应用知识的能力和计算能力。

3. 情感态度与价值观

⑴渗透“学以致用〞的思想，体会学习的快乐，激发学生的学习热情和兴趣。

⑵鼓励学生探究日常生活中的圆周运动，培养其参与科技活动的热情和将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

重点难点

重点：运用牛顿第二定律求解生活中的圆周运动。

难点：⑴火车外轨比内轨高的原因。

⑵运用牛顿第二定律求解汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。

教学方法

讲授、实验、探究

学习方法

自主学习、交流合作、共同探究

 教学过程

一、新课引入

复习向心力的有关知识

二、新课教学

问题1  水平路面上汽车转弯那么究竟是什么力提供了向心力呢？

建立模型，学生自主分析最大速度的影响因素。

通过例题的求解，稳固所学知识。

问题2   什么是离心现象，离心现象有什么应用与防治？

学生阅读课本总结

问题3  火车在转弯时，实际是在水平面内做圆周运动，因此会受到向心力的作用，那么究竟是什么力提供了向心力呢？

通过展示火车模型和图片，让学生总结火车车轮的特点。

让学生独立分析火车在直线行驶时的受力情况，并引导学生分析当火车转弯时，如果内外铁轨的高度相同，向心力的来源。让学生阅读课本内容，找出实际生活中在铁路的弯道处，铁轨的设计特点。

结合火车转弯的具体情景，用问题引导学生去探究向心力的来源，让学生尝试着推导出速度的表达式。并用实物投影仪投影学生的推导过程。

问题4  如果火车的实际速度大于或小于这个限速，会发生什么情况呢？

给学生时间分组讨论，再由各小组代表向全班展示讨论结果。教师对学生的答复不做过多的评价，等全部展示完毕，再进行一次整合。

问题5  质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，假设桥面的圆弧半径为R，试分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．

教师以提问的形式引导学生分析在拱形桥的最高点时汽车的受力情况，并探究向心力的来源。再通过大屏幕演示分析过程，并标准书写格式。

问题6  在拱形桥的最高点，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？

给学生时间分组讨论。在学生讨论过程中，教师巡回指导，及时引导学生，把握讨论方向。再根据学生代表的答复，让学生自己完成对各种现象的总结。

问题7 如果汽车通过的桥变成了凹形桥，在凹形桥的最低点时，汽车对桥面的压力是多少？让学生根据上个问题的分析思路，独立分析解决这个问题。

问题8   如果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R，约为6400km，地面上有一辆汽车在行驶，重量是mg，地面对它的支持力是FN。根据我们上面的分析，汽车的速度越大，地面对它的支持力就越小。那么，会不会出现这样的情况：速度大到一定的程度时，地面对车的支持力是0？〔能出现〕如果g＝10m/s2，此时汽车的速度是多少呢？

在这局部教师只是适当地引导，尽量让学生表述结论。

问题9   假设宇宙飞船总质量为M，它在地球外表附近绕地球做匀速圆周运动，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上的重力．试求：⑴座舱对宇航员的支持力是多大？⑵此时飞船的速度多大? ⑶宇航员会有什么感觉？

播放视频，让学生总结。

三、课堂小结

其实圆周运动在我们日常生活中是普遍存在的，通过本节课的学习，我们也体会到生活中到处是物理，只要你用心观察，就会发现值得研究的问题。

通过学生的答复教师完成课堂小结。

四、课后作业

请同学们课后复习本节课的内容，并完成课本第30页“问题与练习〞的2—4题。

教学反思

教学中教师运用“问题引导探究〞的教学方法，把学生观察、讨论、探究与教师的讲解引导融为一体，并本着“学生主体，教师主导〞的原那么，让学生从生活走进物理，从物理回到生活，使学生感到熟悉、困惑和新奇，从而主动探究、总结。然后教师再通过一些贴近生活的小实例、小实验，使学生能够积极地参与问题的分析、讨论、交流和体验，从被动接受知识的习惯中解脱出来，在自主的气氛中理解掌握知识，开展提升能力。