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 高中必修2《生活中的圆周运动》教学设计 【学情分析】 学生常常误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体另外受到的力,不能理解向心力的作用效果,受力分析时总要分析向心力,并且课本中也明确指出了这种看法是错误的。为了纠正学生的这种认识,正确认识向心力的来源,认识向心力是一种效果力,因此通过生活中的圆周运动层层设疑,仔细探究与分析,以更深刻的理解向心力。在探究过程中体现新课程理念,增加学生的自我效能感,促使学生形成较强的探究意识,提高学生的综合能力。   【教学目标】 (一)知识与技能: 1.会在具体问题中分析向心力的来源,进一步加深对向心力的认识与理解。 2.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。 3  能运用圆周运动规律分析和处理生产和生活实际中的具体问题。 4. 知道什么是离心运动。 (二)过程与方法: 1.通过对火车在弯道处作匀速圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观念,提高学生分析和解决问题的能力。  2. 通过对火车转弯问题的进一步拓展,让学生认识离心运动。 (三)情感、态度与价值观 1.通过对火车转弯问题的分析,让学生明确具体问题必须具体分析,理解物理与生活的联系,学会用合理、科学的方法处理问题,并培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 2.通过对离心运动概念的得出,提高学生的发散思维能力。   【教学重点】分析具体问题中向心力的来源。    【教学难点】在具体问题中分析向心力来源,尤其是在火车转弯问题中。      【教学手段】多媒体:主要PowerPoint演示文稿、视频以及图片。   【教学过程】   教学内容 教学活动 设计意图 导   入   新   课     联系实际,创设情境,激情导入  让学生寻找生活中的圆周运动  多媒体展示相关的图片。 教师提问:图片中展示的圆周运动有什么区别? 学生讨论 师生共同总结后说明本节内容主要研究两种典型的圆周运动: 1. 水平面内的匀速圆周运动  2.竖直平面内的非匀速圆周运动    导入:今天我们先共同来研究水平面内的圆周运动。         通过学生对生活中的圆周运动的寻找,引发学生对圆周运动的思考,为本节课作了铺垫,加之教师的提问,有效的引入本节课学习的主要内容。   新   课   教   学   主   要   过   程                                                                                                                                   `小   结   及   作   业   水平面内的圆周运动(以火车过弯道为例)   师生共同观看火车过弯道的影片和火车车轮的结构的系列图片,请学生注意观察铁轨弯道的特点和火车车轮的特殊结构。 学生充当设计师,逐步深入的分析。   问题1:请根据你所了解的以及你刚才从图片中观察到的情况,说一说火车的车轮结构如何?轨道结构如何? 学生讨论,分别说明自己的认识,学生互评。 师生总结:轨道将两车轮的轮缘卡在里面。   问题2:火车在转弯时,若内外轨是相平的,铁轨如何对火车提供水平方向的向心力?   学生讨论:进行弊端分析,互相评价,并提出下面的问题   问题3: 外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力,这种方法在实际中可取吗?为什么? 材料:火车速度为30m/s,弯道的半径R=900m,火车的质量m=8×105kg,火车转弯所需的向心力多大?转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大?   学生通过相关的数据计算并讨论:判断这种方法是不可取的,火车转弯所需的向心力来源于轮缘与外轨的挤压所产生的弹力。因为 轮缘与外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损!这种方法不可取。   教师在此基础上提出下面的问题。 问题4:为了减轻铁轨的受损程度,你能提出一些可行的方案吗?   思考与讨论:已知火车速度为30m/s,弯道的半径 R=900m,火车的质量为8×105kg。 1、转弯时所需要的向心力多大? 2、若轨道不受轮缘的挤压,轨道与水平面的夹角θ是多大?转弯时所需的向心力来源是什么? 3、若轨距为d=1. 4m,此时内外轨的高度差h是多少? (θ很小时,近似有tan θ =sin θ) 学生通过计算进行分析与讨论。 师生总结:   1.如果在转弯处使外轨道略高于内轨道,火车受铁轨给的力不是竖直的,而是斜向轨道的内侧。它与重力的合力指向圆心,成为使火车转弯的向心力。   2.如果根据转弯半径R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差,使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供,这样外轨道就不再受轮缘的挤压了。   感悟:从这个例子我们可以看出: 1、火车转弯时向心力是水平的. 2、向心力是按效果命名的力,是任何一个力或几个力的合力,它的作用效果是使物体产生向心加速度。 注意:如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用,还要再受一个向心力,那就不对了。   刨根问底: 1.若火车速度与设计速度不同会怎样? 讨论后总结:需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求   2.若火车车轮无轮缘,火车速度过大或过小时将向哪侧运动? 讨论后总结: 过大时:火车向外侧运动--------离心 过小时:火车向内侧运动--------向心 引申出离心运动   离心运动:  做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动就叫离心运动。 学生由离心运动的条件分析得向心运动:做圆周运动的物体,在所受合外力大于提供圆周运动所需向心力时,就做逐渐靠近圆心的运动,这种运动就叫近心运动,也叫做向心运动。   多媒体展示图片 1. 离心现象 学生讨论: 2离心现象的应用-------脱水桶 3离心现象的防止------高速转动的砂轮、飞轮等。- 思维拓展:   1.汽车转弯,情况又如何呢? 2.如果汽车的速度很大,会出现什么情况呢?有什么解决措施?     课堂小结  一、铁路的弯道---------水平面内圆周运动的典型代表   1.讨论向心力的来源:   2.外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力 二、离心运动     1.离心运动的概念。  2.离心现象的分析与讨论。 3. 离心现象的应用与防止       作业:   观察生活中的圆周运动,分析其向心力的来源,思考讨论物体做圆周运动、离心运动和向心运动的条件。            让学生充当设计师,调动学生的积极性,发挥学生的主体作用。                                 通过情景分析 ,层层设疑,使得学生的思维活跃,形成学生的合作、探究性学习,体现三维目标的过程教育。   学生感悟,得到结论,增加学生的自我效能感。       刨根问底主要在于发散学生的思维,培养学生乐于钻研、乐于探究的精神。       讨论离心运动的防止与应用主要在于让学生体会要一分为二,辩证的看待问题的观点。 开阔学生的思路,增进学生的想象力,通过思维的拓展和应用,使得学生的思维品质得到提高,为进一步探索新知识 、解决新问题开辟更广阔的渠道。         查看更多

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