《《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)》

1、圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì) 圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)1 一、教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與技能】知道描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的兩個(gè)物理量線速度、角速度，會(huì)推導(dǎo)二者之間的關(guān)系?！具^程與方法】通過對(duì)傳動(dòng)模型的應(yīng)用，對(duì)線速度、角速度之間的關(guān)系有更加深入的了解，提高分析能力和抽象思維能力?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】在思考中體會(huì)物理學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系，提高分析歸納能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。二、教學(xué)重難點(diǎn)【重點(diǎn)】線速度、角速度的概念?！倦y點(diǎn)】二者關(guān)系的推導(dǎo)過程。三、教學(xué)過程環(huán)節(jié)一：新課導(dǎo)入情景導(dǎo)入：課件展示生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)：展示生活中的一些運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)找相似點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)軌跡是一些圓，這種運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng)引出課題。環(huán)節(jié)二：新課講授過渡：學(xué)生列舉生活中

2、的圓周運(yùn)動(dòng)。1.田徑場彎道上賽跑的運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng);2.風(fēng)車的轉(zhuǎn)動(dòng);3.地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn);4.自行車的前后輪、大小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)等。研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們往往會(huì)提到物體的運(yùn)動(dòng)快慢。對(duì)于做直線運(yùn)動(dòng)的物體，我們用單位時(shí)間內(nèi)的位移來描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢.。問題：對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)又如何描述它們的運(yùn)動(dòng)快慢呢?(一)線速度演示1：在臺(tái)式電風(fēng)扇的葉片上分別標(biāo)記紅、藍(lán)兩種顏色的點(diǎn)，到中間軸的距離不等。用手緩慢撥動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，讓學(xué)生感受兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，并用flash模擬。讓學(xué)生仔細(xì)觀察，說出哪個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快，你是怎么比較的。討論交流兩個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，但通過的弧長不相等，通過的弧長長的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快。總結(jié)：圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過的弧長與所用時(shí)

3、間的比值能夠描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，我們把它稱之為線速度。定義：弧長l與通過這段弧長所用時(shí)間t的比值叫做線速度， 。(物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng))說明：(1)線速度是瞬時(shí)速度。(2)線速度是矢量，它既有大小，也有方向(在圓周各點(diǎn)的切線方向)。(3)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榫€速度的方向在時(shí)刻改變。(4)單位：m/s.(二)角速度觀察剛剛的flash，風(fēng)扇葉片上的點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，除了弧長發(fā)生了變化以外，還有什么變了?(與中點(diǎn)連線的角度)所以同樣可以用半徑轉(zhuǎn)過的角度和所用時(shí)間t的比值來表示圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。即角速度定義： 說明：(1)對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)

4、而言，角速度是恒定的;(2)單位：rad/s。(三)推導(dǎo)二者關(guān)系教師給出任務(wù)：嘗試總結(jié)出線速度、角速度二者的關(guān)系。學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行推導(dǎo)，得出結(jié)論， ， ，根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系l=r得：v=r.環(huán)節(jié)三：鞏固練習(xí)給出問題場景：讓學(xué)生觀察自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖中的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)，分析a、b、c三個(gè)點(diǎn)線速度、角速度的.關(guān)系。環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)除了線速度、角速度，還有一些可以用來描述快慢的物理量，如周期t、頻率f，試著自己推導(dǎo)這些物理量之間的關(guān)系。四、板書設(shè)計(jì) 圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)一章的最后一節(jié)。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的復(fù)習(xí)與鞏固

5、，又是后面繼續(xù)學(xué)習(xí)天體運(yùn)動(dòng)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(gè)方面的內(nèi)容，如果面面俱到，難免會(huì)蜻蜓點(diǎn)水，為了在教學(xué)中突出重點(diǎn)、分散難點(diǎn)，我將教材內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，分兩課時(shí)完成。本課為第一課時(shí)主要討論鐵路彎道的設(shè)計(jì)意圖?！緦W(xué)情分析】通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有了較為清晰地認(rèn)識(shí)，但是對(duì)于向心力的概念理解還不夠深入。同時(shí)高一的學(xué)生思維活躍，求知欲強(qiáng)，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(shí)與技能情感態(tài)度和價(jià)值觀經(jīng)歷觀察思考，自主探究，交流討論等活動(dòng)進(jìn)一步理解向心力的概念。能在具體問題中找到向心力的

6、來源培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，合作意識(shí)；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(diǎn)和難點(diǎn)：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(shí)點(diǎn)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(yàn)求知樂趣，成為學(xué)習(xí)的主人。3教學(xué)資源：（1）多媒體課件；（2）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(jì)鐵路火車事故的視頻動(dòng)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(gè)問題：1火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的限定速度是怎樣規(guī)定的？2火車超速時(shí)為什么容易造成脫軌事故？學(xué)生帶著問題

7、進(jìn)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(jì)算向心力的常用公式，然后，設(shè)置情景，讓學(xué)生對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。情景二：小球在杯子內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)。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。”讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)出小球的運(yùn)動(dòng)方式，并對(duì)杯中小球的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)問題，就是要通過運(yùn)動(dòng)分析求出物體需要多大的向心力，通過受力分析找

8、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(yùn)動(dòng)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(diǎn)和難點(diǎn)，為了降低學(xué)習(xí)難度，我巧設(shè)梯度，從以下三個(gè)部分組織教學(xué)：1認(rèn)識(shí)火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，學(xué)生通過觀察和對(duì)比，認(rèn)識(shí)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(diǎn)。學(xué)生遇到困難時(shí)，教師利用自制教具模型車輪，加深學(xué)生對(duì)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(jìn)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(dòng)拉門的輪子），使學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一

9、結(jié)構(gòu)在生活中也是常見的，從而拓展了學(xué)生的認(rèn)識(shí)。接著提問學(xué)生：你認(rèn)為火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)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(rèn)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(shí)的火車彎道的情況那么設(shè)計(jì)師有什么好的方法嗎？通過提問，了解學(xué)生對(duì)實(shí)際鐵路彎道特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)情況。而后通過圖片，使學(xué)生認(rèn)識(shí)鐵路彎道處內(nèi)軌低而外軌高的特點(diǎn)；從而發(fā)出疑問，彎道處這樣設(shè)計(jì)的用意何在呢？提示學(xué)生從受力分析入手，找到此時(shí)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(duì)彎道

10、的圓心位置分析不清造成的，對(duì)學(xué)生可能做出的兩種向心力的方向，我不直接評(píng)論對(duì)錯(cuò)，而是使用自制教具，展示給學(xué)生彎道處路基的特點(diǎn)，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(jìn)而認(rèn)識(shí)到和杯子內(nèi)壁的相似性，把小球在杯子內(nèi)壁的運(yùn)動(dòng)與火車在彎道處的運(yùn)動(dòng)作對(duì)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(diǎn)。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(dá)式，為下一步的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。3假如你是設(shè)計(jì)師為了解決開課時(shí)提出的兩個(gè)問題，我設(shè)計(jì)了第三部分假如你是設(shè)計(jì)師。首先，設(shè)置情境：你設(shè)計(jì)了一段半徑為r，傾角為的鐵路彎道，你會(huì)如何規(guī)定火車轉(zhuǎn)彎的速度？提示學(xué)生從

11、解決圓周運(yùn)動(dòng)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(dá)式。從表達(dá)式的得出過程，引導(dǎo)學(xué)生理解，限定速度的規(guī)定實(shí)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察在杯內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)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(huì)怎么樣呢？學(xué)生已經(jīng)不難認(rèn)識(shí)到火車速度過快會(huì)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(rèn)識(shí)。為了突出重點(diǎn)，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(rèn)識(shí)為離心現(xiàn)象的教學(xué)做好鋪墊。四、總結(jié)方法、完善認(rèn)識(shí)通過本節(jié)的教學(xué)不僅要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到解決圓周運(yùn)動(dòng)問題

12、的一般方法，更重要的是使他們認(rèn)識(shí)到火車轉(zhuǎn)彎的模型在生活中是普遍存在的，認(rèn)識(shí)到生活中的簡單現(xiàn)象往往就是解決實(shí)際問題的靈感的來源。進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生，還有哪些生活中的運(yùn)動(dòng)也使用了相同的設(shè)計(jì)思想？使學(xué)生認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)。同時(shí)通過對(duì)事故原因的科學(xué)分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)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(xiàng)作業(yè)。旨在讓學(xué)生鞏固知識(shí)的同時(shí)，認(rèn)識(shí)物理與社會(huì)的聯(lián)系，將對(duì)學(xué)生的知識(shí)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(duì)鐵路建設(shè)的建議?！究傮w設(shè)計(jì)思