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1、離心現(xiàn)象及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)
一、本節(jié)教材分析
教材首先從實(shí)際常見的案例中引出離心現(xiàn)象最后探究得到發(fā)生離心現(xiàn)象的條件和離心運(yùn)動(dòng)的定義,接著從生產(chǎn)、生活的實(shí)際問題中說明離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和危害,充分體現(xiàn)了學(xué)以致用的思想。本節(jié)主要讓學(xué)生了解離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用,教學(xué)時(shí)要充分利用課本的素材,提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。但是有些與離心運(yùn)動(dòng)有關(guān)的實(shí)際問題比較復(fù)雜,教學(xué)舉例時(shí)應(yīng)列舉常見容易理解的例子。
二、教學(xué)任務(wù)分析
本節(jié)課的三維目標(biāo)制定如下:
(一) 知識與技能
1、 知道什么是離心現(xiàn)象,明確物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件。
2、 能結(jié)合課本提出的問題具體分析,了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)
2、用和防止。
3、 培養(yǎng)分析說理的能力,提高科學(xué)表述的能力。
(二) 過程與方法
1、 教師通過錄像和多媒體課件演示,幫助學(xué)生分析離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因,激發(fā)學(xué)生用學(xué)過的向心力知識尋找本質(zhì)規(guī)律。
2、 學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,親手操作離心實(shí)驗(yàn)來討論研究,從而提高分析應(yīng)用能力。
(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、 事物是一分為二的,有利也有弊,充分揚(yáng)長避短,是一種科學(xué)態(tài)度,也是一種科學(xué)方法。
2、 通過學(xué)生對幾種離心機(jī)的使用和制作,把審美欣賞與操作有機(jī)結(jié)合,從而提高學(xué)生審美的感受力和鑒別力。
重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法如下:
1﹑重點(diǎn)
理解離心運(yùn)動(dòng)的條件、知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用
3、和防止.
2﹑難點(diǎn)
結(jié)合具體事例分析離心運(yùn)動(dòng),融會(huì)貫通,舉一反三.
3﹑疑點(diǎn)
離心運(yùn)動(dòng)是否是受到了“離心力”?
4﹑解決辦法
由淺入深,由表及里,通過現(xiàn)象看本質(zhì).采用提出問題,引導(dǎo)學(xué)生分析和解決問題
的方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生獨(dú)立思考的積極性.
三﹑學(xué)生特點(diǎn)及對應(yīng)的教學(xué)方法
1﹑學(xué)生情況分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)過圓周運(yùn)動(dòng),知道做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到向心力的作用,在此基礎(chǔ)上再來信息離心現(xiàn)象并分析離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因就比較簡單。另外,離心現(xiàn)象與生活現(xiàn)象緊密結(jié)合,通過生活中的實(shí)例更能夠激發(fā)學(xué)生對所學(xué)知識的興趣。
2﹑教學(xué)用具與方法
①用具:離心現(xiàn)象錄像片
4、等。
②方法:錄像演示﹑討論與思考等。
3﹑師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)
①教師通過錄像和多媒體演示,幫助學(xué)生分析離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因.
②學(xué)生通過觀察、操作來討論研究,提高分析應(yīng)用能力.
四﹑教學(xué)過程設(shè)計(jì)
(一) 引入
錄像播放。一起觀看2004年雅典奧運(yùn)會(huì)比賽片段(女子鏈球比賽)。提示學(xué)生注意觀察鏈球的運(yùn)動(dòng)情況。
提出問題:
1﹑鏈球開始做什么運(yùn)動(dòng)?
2﹑鏈球離開運(yùn)動(dòng)員手以后做什么運(yùn)動(dòng)?
(二)離心現(xiàn)象原因探索
學(xué)生對于第一個(gè)問題很容易知道——鏈球開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
設(shè)問:鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)什么力提供向心力?
學(xué)生回答:拉力.
再次演示錄像片.(使用慢鏡頭播放)
5、教師點(diǎn)拔:開始鏈球受到人給鏈子的力,使鏈球在圓周軌道上運(yùn)動(dòng),拉力提供向心力。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員松手后,也就是提供的向心力沒有了,鏈球沿切線方向飛出。
這種現(xiàn)象就是我們今天學(xué)習(xí)的離心現(xiàn)象。
提問:請學(xué)生根據(jù)閱讀課本理解什么是離心運(yùn)動(dòng)?
學(xué)生討論總結(jié)。(略)
教師小結(jié):做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合力突然消失或者不足于提供圓周運(yùn)動(dòng)的所需的向心力的情況下,就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)稱作為離心運(yùn)動(dòng).
注意:做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的“離心力”作用,因?yàn)闆]有任何物體提供這種力。
離心運(yùn)動(dòng)的條件:
提供給物體的外力小于物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力或物體所受合力突然消失
6、 F=0
F= mω2r O
F<mω2r
3、 對離心運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步理解
當(dāng)F=mω2r時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)F= 0時(shí),物體沿切線方向飛出。
當(dāng)F<mω2r時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心。
當(dāng)F>mω2r時(shí),物體逐漸靠近圓心。
(三)離心現(xiàn)象的本質(zhì)分析
離心現(xiàn)象的本質(zhì)——物體慣性的表現(xiàn)。
分析:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身有慣性,總是想沿著切線方向運(yùn)動(dòng),只是由于向心力作用,使它不能沿切線方向
7、飛出,而被限制著沿圓周運(yùn)動(dòng)。如果提供向心力的合外力突然消失,物體由于本身的慣性,將沿著切線方向運(yùn)動(dòng),這也是牛頓第一定律的必然結(jié)果。如果提供向心力的合外力減小,使它不足以將物體限制在圓周上,物體將做半徑變大的圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心,但“遠(yuǎn)離”不能理解為“背離”。做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非沿半徑方向飛出,而是運(yùn)動(dòng)半徑越來越大 。
(四)、課堂練習(xí)講解分析
1、物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)軌跡是 ( )
A.一定是直線。
B.一定是曲線。
C.可能是直線,也可能是曲線。
D.可能是圓。
8、 【C】
2、雨傘半徑為R,高出地面h,雨傘以角速度ω旋轉(zhuǎn)時(shí),雨滴從傘邊緣飛出 ( )
A.沿飛出點(diǎn)半徑方向飛出,做平拋運(yùn)動(dòng)。
B.沿飛出點(diǎn)切線方向飛出,做平拋運(yùn)動(dòng)。
C.雨滴落在地面上后形成一個(gè)和傘半徑相同的圓圈。
D.雨滴落在地面上后形成一個(gè)半徑r=R 的圓圈。 【BD】
(五)、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止舉例討論
教學(xué)方法是:通過生活中的常見事例(洗衣機(jī)脫水,棉花糖的產(chǎn)生),現(xiàn)看離心現(xiàn)象錄像(汽車轉(zhuǎn)彎片段),思考其中原因,互相議論交流。
注意學(xué)生表述的科學(xué)性,培養(yǎng)習(xí)
9、慣,提問能力。
1、離心機(jī)械:
利用離心現(xiàn)象工作的機(jī)械叫做離心機(jī)械。
2. 離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例
(1)離心干燥器
原理:當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),水滴跟物體的附著力F1足以提供所需的向心力F,使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí),附著力F1不足以提供所需的向心力F,于是水滴做離心運(yùn)動(dòng),穿過網(wǎng)孔,飛到網(wǎng)籠外面。
(2) 洗衣機(jī)的脫水筒。
洗衣機(jī)的脫水筒中的衣物上的水滴,在脫水筒工作時(shí),水滴需要的向心力由什么決定?
提供的向心力由什么決定?什么情況下,水滴將被甩出?轉(zhuǎn)速高時(shí)容易甩干衣物,還是轉(zhuǎn)速低時(shí)容易甩干衣物。
(3) 棉花糖的產(chǎn)生。
原理:內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似,里面加入白
10、砂糖,加熱使糖熔化成糖汁。
內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn),黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng),從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去,成
為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒,迅速冷卻凝固,變得纖細(xì)雪白,像一團(tuán)團(tuán)棉花。
(4) 用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)。
3. 離心運(yùn)動(dòng)的防止實(shí)例
⑴ 汽車拐彎時(shí)的限速。(播放汽車拐彎視頻)
原因:①汽車拐彎需要的向心力由車輪和地面間的靜摩擦力提供
②車速越大需要的向心力越大,而靜摩擦力有最大值
③當(dāng)需要的向心力大于實(shí)際受到的最大靜摩擦力時(shí),車輛將做離心運(yùn)動(dòng),側(cè)向滑動(dòng),發(fā)生危險(xiǎn),所以拐彎時(shí)車輛要減速慢行。
⑵ 高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、砂輪的限速。
3. 鼓勵(lì)學(xué)生再舉例說明離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。
11、
4. 課堂練習(xí)
(1).為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象,可以:( )
a.增大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度
b.減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度
c.增大汽車與路面間的摩擦
d.減小汽車與路面間的摩擦
A.a、b B.a、c C.b、d D.b、c 【D】
(六)、總結(jié)、擴(kuò)展
1、做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,所受的合外力F突然消失或者不足于提供圓周運(yùn)動(dòng)的所需的向心力的情況下,就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)稱作為離心運(yùn)動(dòng).
2、離心現(xiàn)象是一種常見的現(xiàn)象,要理解其產(chǎn)生的原因,并會(huì)用來解釋有關(guān)的問題.
12、3、做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,若所受的合外力F大于所需的向心力時(shí),物體就會(huì)做越來越靠近圓心的“近心”運(yùn)動(dòng),人造衛(wèi)星或飛船返回過程就有一階段是做“近心”運(yùn)動(dòng)。
(七)、課堂訓(xùn)練
1.下列說法正確的是( )
A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合外力突然消失時(shí),將沿圓周半徑方向離開圓心
B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合外力突然消失時(shí),將沿圓周切線方向離開圓心
C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,它自己會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向心力,維持其作圓周運(yùn)動(dòng)
D.做離心運(yùn)動(dòng)的物體,是因?yàn)槭艿诫x心力作用的緣故 【B】
2.下列說法中錯(cuò)誤的有:( )
A.提高洗衣機(jī)脫水筒的
13、轉(zhuǎn)速,可以使衣服甩得更干
B.轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘,水滴將沿圓周半徑方向離開圓心
C.為了防止發(fā)生事故,高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速
D.離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理 【B】
六、板書設(shè)計(jì)
一、 離心運(yùn)動(dòng)
1﹑定義:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合力突然消失或者不足于提供圓周運(yùn)動(dòng)的所需的向心力的情況下,就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)稱作為離心運(yùn)動(dòng)。
2﹑條件:①當(dāng)F= 0時(shí),物體沿切線方向飛出。
② F<mω2r時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心。
3、本質(zhì):離心現(xiàn)象的本質(zhì)——物體慣性的表現(xiàn)
14、。
二、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用與防止
1、 應(yīng)用實(shí)例——洗衣機(jī)的脫水筒、棉花糖的產(chǎn)生等。
2、 防止實(shí)例——汽車拐彎時(shí)的限速、高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、砂輪的限速等。
七、實(shí)踐與反思
本節(jié)內(nèi)容通過視頻引入課題效果較好,一方面能夠讓學(xué)生較好的認(rèn)識到什么是離心現(xiàn)象,另一方面也比較容易解釋離心運(yùn)動(dòng)的條件是向心力突然消失或外力不足以提供向心力。
本節(jié)內(nèi)容與生活聯(lián)系非常緊密,課堂氣氛活躍,特別是播放汽車拐彎的視頻時(shí),學(xué)生情緒很高。對于離心機(jī)械的原理學(xué)生也非常感興趣,以至于學(xué)生提出各種問題。這次上課的同學(xué)們都在學(xué)習(xí)中找到了樂趣,認(rèn)為基本弄清了所學(xué)的問題,而且有些不喜歡上物理課的同學(xué)也說學(xué)習(xí)物理也挺有意思的??梢娊虒W(xué)過程中教師應(yīng)起到教學(xué)的主導(dǎo)作用,引起學(xué)生對所教知識的興趣。此外,本節(jié)課的教學(xué)過程中還發(fā)現(xiàn)學(xué)生對向心力來源的判斷能力有待加強(qiáng)。