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2019-2020年高中物理《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》說(shuō)課稿 （一）地位 《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》這節(jié)課是新課標(biāo)人教版《物理》必修第二冊(cè)第六章《曲線運(yùn)動(dòng)》一章中的第八節(jié)，也是該章最后一節(jié)。 本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度、向心力以后的一節(jié)應(yīng)用課，通過(guò)研究圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律在生活中的具體應(yīng)用，使學(xué)生深入理解圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且結(jié)合日常生活中的某些生活體驗(yàn)，加深物理知識(shí)在頭腦中的印象。 （二）教材處理 教材中的“火車轉(zhuǎn)彎”與“汽車過(guò)拱橋”根據(jù)學(xué)生接受的難易程度,順序作了對(duì)調(diào)，并把最后一部分“離心運(yùn)動(dòng)”放到下一節(jié)課處理。 （三）教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能目標(biāo) （1）進(jìn)一步加深對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源。 （2）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識(shí)的能力。 （3）了解航天器中的失重現(xiàn)象。 2．過(guò)程與方法目標(biāo) （1）學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)方法，會(huì)分析拱形橋、彎道等實(shí)際的例子，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。 （2）通過(guò)對(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的事例分析，掌握用牛頓第二定律分析向心力的方法。 （3）能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的知識(shí)，并能用所學(xué)知識(shí)去解決發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) （1）通過(guò)向心力在具體問(wèn)題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。 （2）體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的求知欲。 （四）重點(diǎn) 分析具體問(wèn)題中向心力的來(lái)源。 依據(jù)：學(xué)生常常誤認(rèn)為向心力是一種特殊的力，是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的力，課本中明確指出這種看法是錯(cuò)誤的，以及如何正確認(rèn)識(shí)向心力的來(lái)源，并且對(duì)向心力的來(lái)源分析地比較仔細(xì)，因此教學(xué)中應(yīng)充分重視這一點(diǎn)。 （五）難點(diǎn) 在具體問(wèn)題中分析向心力來(lái)源，尤其是在火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題中。 突破辦法：組織學(xué)生多討論，多做練習(xí)，對(duì)學(xué)生不太熟悉的火車車輪結(jié)構(gòu)等問(wèn)題借助演示圖片加以說(shuō)明，使學(xué)生更易理解。 二、教法分析 （一）教學(xué)方法：創(chuàng)設(shè)情景法，討論法，推理法和分析歸納法。 （二）教學(xué)手段：多媒體輔助教學(xué)，主要PowerPoint演示文稿以及圖片，并輔以視頻。 多媒體使用說(shuō)明：多媒體作為教學(xué)輔助手段，使空洞的語(yǔ)言描述得以形象地展現(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。 三、學(xué)法分析 通過(guò)展示圖片、視頻創(chuàng)設(shè)情境，以提問(wèn)的方式引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)問(wèn)題的討論，并歸納總結(jié)出結(jié)論。過(guò)程中體現(xiàn)“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教育思想。 讓學(xué)生進(jìn)入角色充當(dāng)課堂教學(xué)的主體，幫助學(xué)生自覺(jué)、生動(dòng)地進(jìn)行思維活動(dòng)。使學(xué)生既學(xué)到了知識(shí)又掌握了學(xué)習(xí)方法，既培養(yǎng)了能力又發(fā)展了智力。 四、課堂教學(xué)設(shè)計(jì) （一）引課 復(fù)習(xí)提問(wèn)圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度、向心力相關(guān)知識(shí)，以及物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源。 請(qǐng)同學(xué)舉例生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，以此引入新課。 （二）新課教學(xué)主要過(guò)程 ●汽車過(guò)拱形橋的問(wèn)題 通過(guò)提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。 問(wèn)題1：如果汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時(shí)，在豎直方向上受力如何？ 問(wèn)題2：如果汽車在拱形橋頂點(diǎn)靜止時(shí)，橋面受到的壓力如何？ 問(wèn)題3：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過(guò)拱形橋的最高點(diǎn)的時(shí)候，橋面受到的壓力如何？ 引導(dǎo)學(xué)生分析受力情況，并逐步求得橋面所受壓力。 分析過(guò)程： （1） 確定研究對(duì)象； （2） 分析汽車的受力情況； （3） 找圓心； （4） 確定F合即F向心力的方向； （5） 列方程，得結(jié)論。 問(wèn)題4：根據(jù)上式，結(jié)合前面的問(wèn)題你能得出什么結(jié)論？ a、汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力mg； b、汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋面的壓力越小。 問(wèn)題5：試分析如果汽車的速度不斷增大，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？ 當(dāng)速度不斷增大的時(shí)候，壓力會(huì)不斷減小，當(dāng)達(dá)到 時(shí)，汽車對(duì)橋面完全沒(méi)有壓力，汽車“飄離”橋面。 問(wèn)題6：汽車的速度比 更大呢？汽車會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)？（提示，此時(shí)汽車受力、速度、加速度如何） 汽車以大于或等于的速度駛過(guò)拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)，汽車與橋面的相互作用力為零，汽車只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽車將做平拋運(yùn)動(dòng)。 問(wèn)題7：如果是凹形橋，汽車行駛在最低點(diǎn)時(shí)，橋面受到的壓力如何？ 問(wèn)題8：前面我們?cè)?jīng)學(xué)習(xí)過(guò)超重和失重現(xiàn)象，那么試?yán)谩俺?、失重”的觀點(diǎn)定性分析汽車在拱形橋最高點(diǎn)，凹形橋的最低點(diǎn)分別處于哪種狀態(tài)？ 超失重現(xiàn)象不只發(fā)生在豎直方向運(yùn)動(dòng)的物體上，而是豎直方向是否有加速度，與速度方向無(wú)關(guān)。 強(qiáng)調(diào)：汽車做的不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)允褂昧藙蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的公式，原因是向心力和向心加速度的公式對(duì)于高速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用。 汽車過(guò)橋問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上是物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，由于物體所受重力的大小mg及方向（豎直向下）恒定不變，因此當(dāng)物體經(jīng)過(guò)圓周上各個(gè)不同位置時(shí)，重力對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的作用是不同的。 此處可以引導(dǎo)學(xué)生分析豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)以外的向心力的來(lái)源。 ●火車轉(zhuǎn)彎的問(wèn)題 展示火車沿直線運(yùn)動(dòng)情況，火車車輪的特殊結(jié)構(gòu)。 問(wèn)題1：請(qǐng)根據(jù)你了解的以及你剛才從圖片中觀察到的情況，說(shuō)一說(shuō)火車的車輪結(jié)構(gòu)如何？軌道結(jié)構(gòu)如何？ 車輪內(nèi)側(cè)輪緣半徑大于車輪半徑，軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。 問(wèn)題2：火車在平直的軌道上勻速行駛時(shí)，所受合力如何？ 問(wèn)題3：如果軌道是水平的，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)火車做曲線運(yùn)動(dòng)，所受外力怎么樣？ 問(wèn)題4：如果軌道是水平的，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，做曲線運(yùn)動(dòng)，需要的向心力由哪些力提供呢？ 問(wèn)題5：火車的質(zhì)量很大，行駛的速度也不很小，如此長(zhǎng)時(shí)間后，對(duì)軌道和列車有什么影響？ 問(wèn)題6：如何改進(jìn)才能夠使軌道和輪緣不容易損壞呢？ 提示：從分析向必力的來(lái)源著手。 設(shè)計(jì) ：使路面向圓心一側(cè)傾斜一個(gè)很小的角度，使外軌略高于內(nèi)軌，這樣，重力和支持力的合力提供了向心力，外軌就不受輪緣的擠壓了。 再次展示火車轉(zhuǎn)彎時(shí)候的圖片，提醒學(xué)生觀察軌道的情況。 總結(jié)： 1、如果在轉(zhuǎn)彎處使外軌道略高于內(nèi)軌道，火車受力不是豎直的，而是斜向軌道的內(nèi)側(cè)。它與重力的合力指向圓心，成為使火車轉(zhuǎn)彎的向心力。 2、如果根據(jù)R和火車行駛速度v適當(dāng)調(diào)整內(nèi)外軌道的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供，這樣外軌道就不再受輪緣的擠壓了。 問(wèn)題7：當(dāng)軌道平面與水平面之間的夾角θ和轉(zhuǎn)彎半徑R確定的時(shí)候，速度多大時(shí)軌道不受擠壓？ 問(wèn)題8：如果火車實(shí)際行駛的速度大于此速度時(shí)，向心力應(yīng)該由哪些力提供？如果小于此速度又怎么樣呢？ 引申：公路轉(zhuǎn)彎處路面的特點(diǎn)。 ●航天器中的失重現(xiàn)象 就教材58頁(yè)“思考與討論”展開(kāi)討論。 然后以繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船為例做些說(shuō)明，當(dāng)飛船距地面高度為一、二百千米時(shí)，它的軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員受到的地球引力近似等于他在地面測(cè)得的體重，除此之外，他還可能受到飛船座艙對(duì)他的支持力FN，引力與支持力的合力為他提供了繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。 當(dāng)時(shí)，座艙對(duì)航天員的支持力FN=0，航天員處于失重狀態(tài)。 總結(jié)：其實(shí)在任何關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)，又不受阻力的飛行器中都是一個(gè)完全失重的環(huán)境。 此處觀看1分鐘視頻。 說(shuō)明：因?yàn)樵谙乱徽隆度f(wàn)有引力與航天》中對(duì)此類問(wèn)題有更詳細(xì)的闡述，所以在此處僅作簡(jiǎn)單介紹，使學(xué)生簡(jiǎn)單了解。 （三）鞏固練習(xí) 針對(duì)“汽車過(guò)橋”和“火車轉(zhuǎn)彎”分別設(shè)計(jì)兩道例題，再做兩道拓展習(xí)題。 （四）課堂小結(jié) 請(qǐng)同學(xué)來(lái)完成，再進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充。 （五）布置作業(yè) 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 第八節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 一、汽車過(guò)橋問(wèn)題 二、火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題 例題 受力分析圖 受力分析圖 計(jì)算式 計(jì)算式 必要的文字說(shuō)明 必要的文字說(shuō)明 三、航天器中的失重現(xiàn)象 板書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明：板書(shū)著重給學(xué)生做出規(guī)范的受力分析和解題示范，以及展示本節(jié)課主要內(nèi)容。 六、教學(xué)效果預(yù)測(cè) 我想通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)正確判斷向心力的來(lái)源會(huì)有更清晰的認(rèn)識(shí)，從而更加從容的解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。