生活中的圆周运动〞教学案例

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“生活中的圆周运动〞教学案例

克山一中苏景山

“生活中的圆周运动〞是一节圆周运动的应用课，教材中的每个实例都各有特点，很有代表性。

因而本节教学属于一个“构建新的知识体系〞和“把握分析问题的方法〞的过程。具体设计如下：

圆周运动是日常生活中的常见现象，但学生对此并没有深刻的了解。他们往往能够直观感觉到物体在做圆周运动，但并不知道如何分析这一运动现象。而且大多数学生错误地认为向心力是一种特别的力，是做匀速圆周运动的物体另外受到的一个力。

本节课将在学生原有知识和生活经验的基础上，以火车经过圆形轨道、汽车过拱桥（分析桥面为什么不能是凹形的）、生活中的离心运动三个问题为主线，通过多媒体演示、试验和探究完成整节课的教学内容，使学生理解生活中圆周运动的本质，并能运用牛顿其次定律来求解圆周运动中问题。同时，还要使学生明确向心力是一个效果力，以及离心运动发生的条件。通过应用实例，让学生了解物理知识对人类的生活产生的巨大的影响，从而达成预定的三维教学目标。

1.知识与技能

⑴能定性分析火车外轨比内轨高的原因。

⑵能用牛顿其次定律定量地分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。⑶知道航天器中的失重现象的本质。

⑷知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。

2.过程与方法

⑴培养学生自主学习的能力。

⑵通过“以问题为主线〞的教学方法，培养学生提出问题的能力。

⑶采用分组探讨、合作探究的方法，培养学生与他人交流、协作的能力以及科学探究能力。

⑷通过展示视频和试验，培养学生的观测能力。

⑸通过对实例和例题的分析，培养学生应用知识的能力和计算能力。

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3.情感态度与价值观

⑴渗透“学以致用〞的思想，体会学习的开心，激发学生的学习热心和兴趣。⑵勉励学生探究日常生活中的圆周运动，培养其参与科技活动的热心和将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

重点：运用牛顿其次定律求解生活中的圆周运动。难点：⑴火车外轨比内轨高的原因。

⑵运用牛顿其次定律求解汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。

讲授、分组探讨、试验、探究

自主学习、交流合作、共同探究

多媒体计算机、实物投影仪、自制离心运动试验装置一、新课引入创设情景，提出问题

由学生列举日常生活中常见的曲线运动。再演示“生活中的圆周运动〞的视频。此视频只是为了引出课题而设，不宜过多说明。

（说明：本过程的目的是，以视频中好玩儿的现象为载体，激发学生主动学习的兴趣，并引出课题。）

二、新课教学

问题1火车在转弯时，实际是在水平面内做圆周运动，因此会受到向心力的作用，那么毕竟是什么力提供了向心力呢？

通过展示火车模型和图片，让学生总结火车车轮的特点。（说明：本过程的目的是锻炼学生的观测能力和表达能力。）

让学生独立分析火车在直线行驶时的受力状况，并引导学生分析当火车转弯时，假使内外铁轨的高度一致，向心力的来源。让学生阅读课本第24页第一段的内容，找出实际生活中在铁路的弯道处，铁轨的设计特点。

（说明：本过程的目的是锻炼学生独立思考的能力和自主学习的能力，使其能在学

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习过程中发现问题。）

结合火车转弯的具体情景，用问题引导学生去探究向心力的来源，让学生尝试着推导出速度的表达式。并用实物投影仪投影学生的推导过程。

（说明：本过程的目的是培养学生的探究意识，对他们的推导给出积极正面的确定，使学生获得成就感，保护学生的探究热心。）

问题2假使火车的实际速度大于或小于这个限速，会发生什么状况呢？给学生时间分组探讨，再由各小组代表向全班展示探讨结果。教师对学生的回复不做过多的评价，等全部展示完毕，再进行一次整合。

（说明：本过程的目的是通过分组探讨，培养学生的交流、合作的意识。）借助场地自行车赛的赛道的图片和F1汽车大奖赛的赛道的图片，介绍外高内低的弯道设计是普遍存在的。并演示“飞机转弯的视频〞，让学生探讨飞机在空中转弯时，向心力的来源。

（说明：本过程的目的是培养学生应用物理知识来解释生活中的常见现象的能力。）

问题3质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．

教师以提问的形式引导学生分析在拱形桥的最高点时汽车的受力状况，并探究向心力的来源。再通过大屏幕演示分析过程，并规范书写格式。

（说明：本过程的目的是培养学生分析问题的能力，及规范化的书写。）

问题4在拱形桥的最高点，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？给学生时间分组探讨。在学生探讨过程中，教师巡回指导，及时引导学生，把握探讨方向。再根据学生代表的回复，让学生自己完成对各种现象的总结。

（说明：本过程的目的是通过探究式的问题引导学生，在小组内合作、交流，完成对问题的探究。培养学生的合作意识和探究能力。）

问题5假使汽车通过的桥变成了凹形桥，在凹形桥的最低点时，汽车对桥面的压力是多少？让学生根据上个问题的分析思路，独立分析解决这个问题。

（说明：本过程的目的是锻炼学生思考的独立性，培养学生独立解决问题的能力，建立学好物理的自信心。）

问题6假使汽车不在这种特别位置，它的运动还能不能用我们上面的方法来研究呢？

引导学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。

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（说明：本过程的目的是稳定前面的“变速圆周运动〞的知识，把握分析问题的基本方法。）

问题7假使地球可以看作一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径R，约为6400km，地面上有一辆汽车在行驶，重量是mg，地面对它的支持力是FN。根据我们上面的分析，汽车的速度越大，地面对它的支持力就越小。那么，会不会出现这样的状况：速度大到一定的程度时，地面对车的支持力是0？（能出现）假使g＝10m/s2，此时汽车的速度是多少呢？

在这部分教师只是适当地引导，尽量让学生表述结论。

（说明：本过程的目的是通过对车速的计算，锻炼了学生的计算能力和应用物理知识的意识。）

问题8假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力，近似等于他们在地面上的重力．试求：⑴座舱对宇航员的支持力是多大？⑵此时飞船的速度多大?⑶宇航员会有什么感觉？

由于有问题7的作为基础，可以让学生自己求解此时飞船速度的表达式。之后演示“神州飞船的视频〞。注意：在这里不宜多作说明，由于万有引力定律和天体运动的知识还没有学习。

（说明：本过程的目的是促进学生进一步把握分析问题的思路和方法。同时视频中的场景可以让学生受到爱国主义教育，同时萌发对科学知识的好奇与渴望。）

试验1：先实物投影“小球在水平面内离心运动的试验〞，再用flash课件演示这个运动过程，让学生更明白地观测现象。

问题9为什么会出现这种现象呢？请同学们阅读课本25页，有关离心运动的内容。并思考当绳子提供的向心力与小球需要的向心力之间满足什么关系时，小球会出现图片上的这三种运动。

给学生时间阅读和分小组探讨。由小组代表展示探讨的结果。根据探讨分析，让学生给离心运动下一个定义。

（说明：本过程的目的是加强学生自主学习的能力，锻炼学生的概括表达能力，使学生享受主动获得知识的开心。）

问题10离心现象有什么应用？

试验2：高速转动的杯子中，观测湿布的位置变化。介绍离心制管技术和洗衣机脱

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水原理。

演示“汽车转弯时侧翻〞的视频。让学生分析事故原因。

介绍高速转动的砂轮、飞轮都不能超过允许的最大转速的原因。演示“离心事故〞的视频。

（说明：本过程的目的是通过试验给学生直观感受，锻炼学生的观测能力；通过对试验现象的解释，培养了学生运用知识的意识，体验学习的开心，加强学生的摸索意识。）

三、课堂小结

其实圆周运动在我们日常生活中是普遍存在的，通过本节课的学习，我们也体会到生活中四处是物理，只要你认真观测，就会发现值得研究的问题。

教师提问“本节课你最大的收获是什么？〞通过学生的回复教师完成课堂小结。四、课后作业

请同学们课后复习本节课的内容，并完成课本第26页“问题与练习〞的1—4题。

本节课是依照新课标的标准来设计的，自由度比较大，且比较灵活。教师在教学设计上遵循学生的认知规律，使学生对物理规律的建立、理解和运用有一个从感性到理性，从定性到定量的过程，从而使学生对物理规律的学习和运用并不感到突然和陌生。教学中教师运用“问题引导探究〞的教学方法，把学生观测、探讨、探究与教师的讲解引导融为一体，并本着“学生主体，教师主导〞的原则，让学生从生活走进物理，从物理回到生活，使学生感到熟悉、困惑和希奇，从而主动探究、总结。然后教师再通过一些贴近生活的小实例、小试验，使学生能够积极地参与问题的分析、探讨、交流和体验，从被动接受知识的习惯中解脱出来，在自主的气氛中理解把握知识，发展提升能力。

能结合学生对前几节学习圆周运动的状况，把学习范围拓展到生产、生活实际中，并从能力培养层面要求学生通过实例的分析，培养探究能力。

通过影视片断引入新课，极大的激发了学生学习的兴趣，成功的引入了新课。通过问题情境的创设和学生的探讨、归纳，教师当好了引领者，即那个学生置于发现与探究之中，不但发挥了学生的主体作用，而且有激发兴趣作用，促使学生自己形成了离心运动的概念和认识。

教师首先通过火车转弯要发生事故的影视片断，引导学生分析铁路转弯处火车做圆周运动需要的向心力来源，教师在其中当好了引领者、组织者和合的角色，使学生在学习过程中理解、把握了向心力的来源，并学会了分析实际问题的方法，使三维目标

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得到了很好的落实。

通过情境的设置与分析，进一步明确了离心运动在生产、生活中的应用，并培养学生分析问题的思维方法和能力。再通过知识的拓展和学生的探讨又加强了学生对离心运动的认识和物理对生产、生活实际的指导作用，利于培养学生的情感态度价值观。

本节课的教学