圆周运动在生活中的应用(2)

1、圆周运动在生活中的应用教学案例山西省潞城市第四中学 申志琴教材分析圆周运动在生活中的应用是新课标人教版物理必修2中第二章第八节的内容。本节课的要求是学生在学习了描述圆周运动的基本物理量及物理量之间关系的基础上，培养学生将基础知识应用到实际生活中去的能力。这不仅有助于后续知识的学习，也有助于学生在了解物理学的特点和研究方法的基础上让学生把所学的物理理论知识与实际相结合，创造新生活，真正做到“学有所用”“学以致用”。学情分析学习本节内容之前，学生已经学习了描述圆周运动的物理量和匀变速直线运动中运用分段处理求位移的方法，对于曲线运动中弯曲程度部分采用分段方法相对容易接受。这一阶段的学生，有较强好奇心

2、和求知欲，对知识也有一定的总结能力，对物理知识在生活中的应用会有很大兴趣。但学生对知识的应用还不是非常熟练，甚至会产生一些错误的认识，有时把向心力当作是物体所受的一种新力分析，因此有待进一步培养和提高。教学目标知识与技能1加深学生对向心力的认识，会在实际问题中分析向心力的来源。2学生会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动的问题。3培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力，提高学生概括总结知识的能力。 过程与方法1利用拐弯和过桥的实例分析，提高学生分析、解决问题能力，及理论联系实际的能力。2能从日常生活中发现与圆周运动有关的知识，并能用所学知识解决生活中发现的问题。 情感、态度与价值观 体

3、会物理知识在生活中的具体运用，更有助于激发学生学习物理的兴趣。 教学重点、难点1分析具体问题中向心力的来源。2利用牛顿第二定律列方程。教学过程引入新课教师：首先播放一组关于交通事故多发视频，（2011年9月18日国道查岭段四天发生两起车辆侧翻事故）（九寨沟旅游车侧翻33人受伤）；（2011年7月20日凌晨，北京最长拱桥被超载车压塌）。你们能简要分析一下这些交通事故频发的原因吗？学生1：开车太快超速学生2：司机喝酒。学生3：弯道多。学生4：冬天路滑。教师：你们能从这些事故多发地的地形和当时的路面情况方面归纳一下吗？学生1：弯道多。学生2：冬天路滑学生3：那个地方叫鬼门关。教师：其实这些圆周运动的

4、问题正可以通过本节内容来加以解释。点评：创设学习情景，激发学生的学习兴趣，让学生带着深感痛心并急于想知道事故发生原因的心情走进新知识，同时教育同学们相信科学，破除迷信，树立正确的价值观。教师：大家都知道圆周运动需要向心力，你能谈谈对向心力的认识吗？学生1：向心力是由其他力提供的，他是一种合力以效果命名的。学生2：向心力是指向圆心的。学生3：向心力是变力。教师：我们就先从受力分析入手，分析一下发生事故处的汽车受力情况如何？学生1：重力、支持力、摩擦力、向心力学生2：重力（竖直向下）、支持力（竖直向上）、摩擦力（沿汽车前进的反方向）向心力（指向圆心）教师：讨论一下以上两位学生的看法是否正确并画出示

5、意图？学生：重力（竖直向下）、支持力（竖直向上）、静摩擦力（指向圆心提供圆周运动的作用力）点评：传统式教学是教师代替学生受力分析，直接告诉学生结果静摩擦力提供向心力，这样是节省了时间，但学生没有学会处理问题的思路。如果我们从受力分析入手，学生经过讨论能体会到向心力是一种以效果命名的力而不是受到向心力。教师：汽车转弯需要满足什么关系？（列出动力学方程）学生： 和 教师：汽车要安全转弯需要什么条件？学生：静摩擦力大、速度小、增大转弯半径、不要超载。教师：超载不能使汽车安全转弯吗？学生：学生分析后得出汽车安全转弯与质量无关。教师：汽车要安全转弯需要的临界条件是什么？学生：地面提供的最大静摩擦力等于汽

6、车转弯需要的向心力。教师：静摩擦力能提供向心力，是否有其他力也能提供向心力？NG片刻后教师提供一组视频 骑自行车“飞檐走壁”视频。教师：分析 骑自行车“飞檐走壁”掉不下来的原因？ 学生：受力分析如图2.1 所示 图2.1教师：（归纳）向心力是一种合力，是由多个力合成而来，且始终指向圆心。教师：我们坐的火车轮缘是什么结构呢？它在转弯时是什么力提供向心力呢？学生：画出火车轮缘图2.2所示 并分析受力情况。 图2.2教师：求出合力学生：教师：列出动力学方程学生：教师：分析增大速度对那个轨道有挤压？分析减小速度对那个轨道有挤压？学生：（讨论）速度增大时需要的向心力就要求增大，因此对外轨道有挤压。速度减

7、小时需要的向心力就要求减小，因此就对内轨道有挤压。教师：（投影）提速对我国经济腾飞注入了新的活力，但速度提高时还是应该注意交通事故的发生。点评：通过教师分析汽车转弯问题，不仅为学生自主探究火车转弯问题铺路，增添了学习物理知识的兴趣。也提醒学生学会关注我国的交通发展。实例过桥（竖直面内的圆周运动）教师：我们国家实现村村通水泥路后与过去的坑坑凹凹的路面相比，骑车有什么感觉？学生1：好走。学生2：没有颠簸的感觉。教师：用物理知识解释为什么在坑坑凹凹的路面上有颠簸的感觉？学生：思考并讨论教师：我用过桥模型来引导你们分析这一问题。如图2.3所示。（提示同学们分析步骤：受力分析、求合力即为向心力、列方程）

8、学生：讨论后让两位同学上黑板板书这个过程（凸面桥和凹面桥）。 图2.3 关系式 凸面桥：GFNm 凹形桥：FNG m教师：点评学生的分析过程（凸面桥：汽车对桥面的压力比重力小，发生了失重现象）。学生：凹面桥汽车对桥面的压力比重力大，发生了超重现象。教师：通过分析得出超重和失重，是否清楚颠簸的理由？学生：超重时感觉屁股震的很疼，失重时感觉飘起来。教师：超重和失重哪种更容易使路面容易损坏？学生：超重使路面容易损坏。教师：若在凸面桥中 时，会发生什么现象？学生：思考后得出平抛运动（危险）教师：生活中凸面桥和凹面桥哪种多？为什么？学生：凸面桥多。点评：汽车过桥时的超重和失重现象在现实中并不明显难以体察

9、，但超重和失重的相关知识在牛顿第二定律的应用中学生已学习过，因此，汽车过桥时的超重和失重现象容易理解。于是我联系实际生活中路面易损地方来突破这节课的教学难点。学生不但明白了在什么情况下会存在安全隐患，而且还懂得了保持路面平整的好处。课堂小结教师：以小组为单位，回忆这一节课所学内容。学生：学生之间互相提问。教师：让小组代表发言，在学生发言的基础上，并进一步明确本节课的主要知识和方法。作业布置放假期间，学生要到自己所在地调查公路拐弯处的倾斜情况。教学反思：在指导学生学习本节知识时，我不仅让学生掌握了本节内容，还让学生试着去发现和分析生活中的一些圆周运动现象，培养学生灵活运用所学物理知识解决实际问题的能力，落实了课标中关于物理学科素养的要求。物理学科中有些知识相对较难，完全由学生自主合作