“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)案例

1、 “生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)案例克山一中 景山教學(xué)設(shè)計(jì)思路“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”是一節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課，教材中的每個(gè)實(shí)例都各有特點(diǎn)，很有代表性。因而本節(jié)教學(xué)屬于一個(gè)“構(gòu)建新的知識(shí)體系”和“掌握分析問(wèn)題的方法”的過(guò)程。具體設(shè)計(jì)如下：圓周運(yùn)動(dòng)是日常生活中的常見現(xiàn)象，但學(xué)生對(duì)此并沒有深刻的了解。他們往往能夠直觀感覺到物體在做圓周運(yùn)動(dòng)，但并不知道如何分析這一運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。而且大多數(shù)學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為向心力是一種特殊的力，是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的一個(gè)力。本節(jié)課將在學(xué)生原有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以火車經(jīng)過(guò)圓形軌道、汽車過(guò)拱橋（分析橋面為什么不能是凹形的）、生活中的離心運(yùn)動(dòng)三個(gè)問(wèn)題為主線，通過(guò)多媒體演示、實(shí)驗(yàn)

2、和探究完成整節(jié)課的教學(xué)容，使學(xué)生理解生活中圓周運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，并能運(yùn)用牛頓第二定律來(lái)求解圓周運(yùn)動(dòng)中問(wèn)題。同時(shí)，還要使學(xué)生明確向心力是一個(gè)效果力，以與離心運(yùn)動(dòng)發(fā)生的條件。通過(guò)應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生了解物理知識(shí)對(duì)人類的生活產(chǎn)生的巨大的影響，從而達(dá)成預(yù)定的三維教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與技能能定性分析火車外軌比軌高的原因。能用牛頓第二定律定量地分析汽車過(guò)拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問(wèn)題。知道航天器中的失重現(xiàn)象的本質(zhì)。知道離心運(yùn)動(dòng)與其產(chǎn)生的條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)力與物體的慣性對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所起的作用。2. 過(guò)程與方法培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。通過(guò)“以問(wèn)題為主線”的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生提

3、出問(wèn)題的能力。采用分組討論、合作探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生與他人交流、協(xié)作的能力以與科學(xué)探究能力。通過(guò)展示視頻和實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。通過(guò)對(duì)實(shí)例和例題的分析，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力和計(jì)算能力。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀滲透“學(xué)以致用”的思想，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。鼓勵(lì)學(xué)生探究日常生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)其參與科技活動(dòng)的熱情和將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：運(yùn)用牛頓第二定律求解生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。難點(diǎn)：火車外軌比軌高的原因。運(yùn)用牛頓第二定律求解汽車過(guò)拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問(wèn)題。教學(xué)方法講授、分組討論、實(shí)驗(yàn)、探究學(xué)習(xí)方法自主學(xué)習(xí)、交流合作、共同探究 教學(xué)儀器

4、多媒體計(jì)算機(jī)、實(shí)物投影儀、自制離心運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置 教學(xué)過(guò)程一、新課引入創(chuàng)設(shè)情景，提出問(wèn)題由學(xué)生列舉日常生活中常見的曲線運(yùn)動(dòng)。再演示“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”的視頻。此視頻只是為了引出課題而設(shè)，不宜過(guò)多說(shuō)明。 （說(shuō)明：本過(guò)程的目的是，以視頻中有趣的現(xiàn)象為載體，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，并引出課題。）二、新課教學(xué)問(wèn)題1 火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，實(shí)際是在水平面做圓周運(yùn)動(dòng)，因此會(huì)受到向心力的作用，那么究竟是什么力提供了向心力呢？通過(guò)展示火車模型和圖片，讓學(xué)生總結(jié)火車車輪的特點(diǎn)。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是鍛煉學(xué)生的觀察能力和表達(dá)能力。）讓學(xué)生獨(dú)立分析火車在直線行駛時(shí)的受力情況，并引導(dǎo)學(xué)生分析當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果外鐵軌的高度一樣，

5、向心力的來(lái)源。讓學(xué)生閱讀課本第24頁(yè)第一段的容，找出實(shí)際生活中在鐵路的彎道處，鐵軌的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力和自主學(xué)習(xí)的能力，使其能在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。）結(jié)合火車轉(zhuǎn)彎的具體情景，用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生去探究向心力的來(lái)源，讓學(xué)生嘗試著推導(dǎo)出速度的表達(dá)式。并用實(shí)物投影儀投影學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程。 （說(shuō)明：本過(guò)程的目的是培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，對(duì)他們的推導(dǎo)給出積極正面的肯定，使學(xué)生獲得成就感，保護(hù)學(xué)生的探究熱情。）問(wèn)題2 如果火車的實(shí)際速度大于或小于這個(gè)限速，會(huì)發(fā)生什么情況呢？給學(xué)生時(shí)間分組討論，再由各小組代表向全班展示討論結(jié)果。教師對(duì)學(xué)生的回答不做過(guò)多的評(píng)價(jià)，等全部展示完畢，再進(jìn)行一

6、次整合。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是通過(guò)分組討論，培養(yǎng)學(xué)生的交流、合作的意識(shí)。）借助場(chǎng)地自行車賽的賽道的圖片和F1汽車大獎(jiǎng)賽的賽道的圖片，介紹外高低的彎道設(shè)計(jì)是普遍存在的。并演示“飛機(jī)轉(zhuǎn)彎的視頻”，讓學(xué)生討論飛機(jī)在空中轉(zhuǎn)彎時(shí)，向心力的來(lái)源。 （說(shuō)明：本過(guò)程的目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)來(lái)解釋生活中的常見現(xiàn)象的能力。）問(wèn)題3 質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試分析汽車通過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力教師以提問(wèn)的形式引導(dǎo)學(xué)生分析在拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)汽車的受力情況，并探究向心力的來(lái)源。再通過(guò)大屏幕演示分析過(guò)程，并規(guī)書寫格式。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，與規(guī)化的書寫。）問(wèn)

7、題4 在拱形橋的最高點(diǎn)，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？給學(xué)生時(shí)間分組討論。在學(xué)生討論過(guò)程中，教師巡回指導(dǎo)，與時(shí)引導(dǎo)學(xué)生，把握討論方向。再根據(jù)學(xué)生代表的回答，讓學(xué)生自己完成對(duì)各種現(xiàn)象的總結(jié)。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是通過(guò)探究式的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生，在小組合作、交流，完成對(duì)問(wèn)題的探究。培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和探究能力。）問(wèn)題5 如果汽車通過(guò)的橋變成了凹形橋，在凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋面的壓力是多少？讓學(xué)生根據(jù)上個(gè)問(wèn)題的分析思路，獨(dú)立分析解決這個(gè)問(wèn)題。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是鍛煉學(xué)生思考的獨(dú)立性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，建立學(xué)好物理的自信心。）問(wèn)題6 如果汽車不在這種特殊位置，它的運(yùn)動(dòng)還能不能用

8、我們上面的方法來(lái)研究呢？引導(dǎo)學(xué)生分析不能再直接求解向心力的原因，找出求解向心力的方法。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是鞏固前面的“變速圓周運(yùn)動(dòng)”的知識(shí)，掌握分析問(wèn)題的基本方法。）問(wèn)題7 如果地球可以看作一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球半徑R，約為6400km，地面上有一輛汽車在行駛，重量是mg，地面對(duì)它的支持力是FN。根據(jù)我們上面的分析，汽車的速度越大，地面對(duì)它的支持力就越小。那么，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定的程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是0？（能出現(xiàn)）如果g10m/s2，此時(shí)汽車的速度是多少呢？在這部分教師只是適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，盡量讓學(xué)生表述結(jié)論。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是通過(guò)對(duì)車速的計(jì)算，鍛煉了學(xué)生的

9、計(jì)算能力和應(yīng)用物理知識(shí)的意識(shí)。）問(wèn)題8 假設(shè)宇宙飛船總質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力，近似等于他們?cè)诘孛嫔系闹亓υ嚽螅鹤搶?duì)宇航員的支持力是多大？此時(shí)飛船的速度多大? 宇航員會(huì)有什么感覺？由于有問(wèn)題7的作為基礎(chǔ)，可以讓學(xué)生自己求解此時(shí)飛船速度的表達(dá)式。之后演示“神州飛船的視頻”。 注意：在這里不宜多作說(shuō)明，因?yàn)槿f(wàn)有引力定律和天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)還沒有學(xué)習(xí)。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步掌握分析問(wèn)題的思路和方法。同時(shí)視頻中的場(chǎng)景可以讓學(xué)生受到愛國(guó)主義教育，同時(shí)萌發(fā)對(duì)科學(xué)知識(shí)的好奇與渴望。）實(shí)驗(yàn)1：先實(shí)物

10、投影“小球在水平面離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)”，再用flash課件演示這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，讓學(xué)生更清楚地觀察現(xiàn)象。問(wèn)題9 為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本25頁(yè)，有關(guān)離心運(yùn)動(dòng)的容。并思考當(dāng)繩子提供的向心力與小球需要的向心力之間滿足什么關(guān)系時(shí)，小球會(huì)出現(xiàn)圖片上的這三種運(yùn)動(dòng)。給學(xué)生時(shí)間閱讀和分小組討論。由小組代表展示討論的結(jié)果。根據(jù)討論分析，讓學(xué)生給離心運(yùn)動(dòng)下一個(gè)定義。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，鍛煉學(xué)生的概括表達(dá)能力，使學(xué)生享受主動(dòng)獲得知識(shí)的快樂。）問(wèn)題10 離心現(xiàn)象有什么應(yīng)用？實(shí)驗(yàn)2：高速轉(zhuǎn)動(dòng)的杯子中，觀察濕布的位置變化。介紹離心制管技術(shù)和洗衣機(jī)脫水原理。演示“汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)側(cè)翻”的視頻。

11、讓學(xué)生分析事故原因。介紹高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪都不能超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速的原因。演示“離心事故”的視頻。（說(shuō)明：本過(guò)程的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生直觀感受，鍛煉學(xué)生的觀察能力；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的意識(shí)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂，增強(qiáng)學(xué)生的探索意識(shí)。）三、課堂小結(jié)其實(shí)圓周運(yùn)動(dòng)在我們?nèi)粘Ｉ钪惺瞧毡榇嬖诘?，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們也體會(huì)到生活中到處是物理，只要你用心觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)值得研究的問(wèn)題。教師提問(wèn)“本節(jié)課你最大的收獲是什么？”通過(guò)學(xué)生的回答教師完成課堂小結(jié)。四、課后作業(yè)請(qǐng)同學(xué)們課后復(fù)習(xí)本節(jié)課的容，并完成課本第26頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”的14題。教學(xué)反思本節(jié)課是按照新課標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)的，自由度比較大

12、，且比較靈活。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)上遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的建立、理解和運(yùn)用有一個(gè)從感性到理性，從定性到定量的過(guò)程，從而使學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的學(xué)習(xí)和運(yùn)用并不感到突然和陌生。教學(xué)中教師運(yùn)用“問(wèn)題引導(dǎo)探究”的教學(xué)方法，把學(xué)生觀察、討論、探究與教師的講解引導(dǎo)融為一體，并本著“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的原則，讓學(xué)生從生活走進(jìn)物理，從物理回到生活，使學(xué)生感到熟悉、困惑和新奇，從而主動(dòng)探究、總結(jié)。然后教師再通過(guò)一些貼近生活的小實(shí)例、小實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠積極地參與問(wèn)題的分析、討論、交流和體驗(yàn)，從被動(dòng)接受知識(shí)的習(xí)慣中解脫出來(lái)，在自主的氛圍中理解掌握知識(shí)，發(fā)展提升能力。能結(jié)合學(xué)生對(duì)前幾節(jié)學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)的情況，把學(xué)習(xí)

13、圍拓展到生產(chǎn)、生活實(shí)際中，并從能力培養(yǎng)層面要求學(xué)生通過(guò)實(shí)例的分析，培養(yǎng)探究能力。通過(guò)影視片斷引入新課，極大的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，成功的引入了新課。通過(guò)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)生的討論、歸納，教師當(dāng)好了引領(lǐng)者，即那個(gè)學(xué)生置于發(fā)現(xiàn)與探究之中，不但發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，而且有激發(fā)興趣作用，促使學(xué)生自己形成了離心運(yùn)動(dòng)的概念和認(rèn)識(shí)。教師首先通過(guò)火車轉(zhuǎn)彎要發(fā)生事故的影視片斷，引導(dǎo)學(xué)生分析鐵路轉(zhuǎn)彎處火車做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力來(lái)源，教師在其中當(dāng)好了引領(lǐng)者、組織者和合作者的角色，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中理解、掌握了向心力的來(lái)源，并學(xué)會(huì)了分析實(shí)際問(wèn)題的方法，使三維目標(biāo)得到了很好的落實(shí)。通過(guò)情境的設(shè)置與分析，進(jìn)一步明確了離心運(yùn)動(dòng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，并培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的思維方法和能力。再通過(guò)知識(shí)的拓展和學(xué)生的討論又增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)和物理對(duì)生產(chǎn)、生活實(shí)際的指導(dǎo)作用，利于培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度價(jià)值觀。本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程都始