山东省郯城第三中学高三物理一轮复习《5.8“生活中的圆周运动”
教学设计 第二课时》
【设计思想】
本教学设计以新课程的三维目标为依据，重视学生的学习过程，体现“以学生为主体，以教师为主导”的新型师生关系，强化情感、态度与价值观的教育，发展学生的科学素养。力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围，鼓励学生合作探究，为学生与学生、教师与学生的交流与合作创设更多的机会，也为教学活动中的“生成”搭建舞台。其设计特色有二，其一，密切联系和关注时代的发展和社会的进步（火车提速）；其二，创造性地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务，突破教学难点。 【教材分析】
《课程标准》要求学生能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。这就要求学生首先要知道什么是向心力，明确向心力与向心加速度的关系，然后应用牛顿第二定律布列方程。本课内容是圆周运动有关知识的综合应用，是牛顿第二定律的重要应用之一，学习它有助于了解物理学的特点和研究方法，体会物理学在生活中的应用以及对社会发展的影响，同时也为后续知识的学习打下基础。这节内容安排2课时，这是第1课时的教学设计。 【学情分析】
在学习本节内容之前，学生已学习了描述圆周运动的运动学量（如线速度、角速度、向心加速度等）和向心力；并已知道对于一般的曲线运动，尽管这时曲线各个地方的弯曲程度不一样，但在研究时只要取足够短的一小段，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理；但学生对向心力的理解还不够透彻，存在一些错误的前概念，例如部分学生错误地理解为因为圆周运动而产生了向心力。 处于高一阶段的学生，其思维习惯中形象思维占的比例还比较大，逻辑思维的能力有待进一步的开发和提高；对于物理学科特定的研究方法和分析方法已有了一定的了解，但还不是非常的熟练，有待进一步地培养。 【教学目标】
（1）巩固向心力和向心加速度的知识； （2）会在具体问题中分析向心力的来源；
（3）会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题。 【教学重点】 用牛顿第二定律列方程 【教学难点】 A. B.
分析具体问题中向心力的来源； 理解超重和失重。
C. 实例２——过桥（竖直面内的圆周运动）
师：(投影拱桥照片，如图7)请看大屏幕，生活中我们经常会看到美丽的拱形桥，而很少见到凹形桥，那拱形桥有哪些优点呢？(照片与模型对不上)
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图7
图8
生1：拱形桥可以让更大的船只通过，利于通航。
生2：发洪水的时候，拱形桥在相同的时间内可以流过更多的水，利于泄洪。 生3：更加坚固、美观。 ……
师：当你骑自行车快速通过凹凸不平的路面时，不知道你有没体会到过与平路不一样的感觉？
生：有，有时感觉飘起来，有时屁股震得好痛。
师：为什么会这样呢？让我们来分析一下，(投影)设桥面圆弧半径为R，质量为m的汽车在拱桥上以速度v前进（如图8），问汽车通过拱桥最高点时对桥的压力多大？(提示分析步骤：受力分析、确定向心力、列方程)
生：讨论和交流，由代表陈述：是重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有，
mv2mg?FN?,再根据牛顿第三定律，汽车对桥面的压力比重力小，发生了失重现象。
R师：那如果是凹形桥又会怎样呢？ 生：分析。
师：我们可以用模拟实验来检验和证明我们的分析。同时出示电子秤、自制轨道，阐明轨道相当于凹形桥，而电子秤可以显示压力大小，用小球在轨道上运动来模拟汽车通过凹形桥的情景。实验时先把轨道和小球放在电子秤上称，并将电子秤置零，然后移开小球，电子秤显示示数为负。将小球从轨道高处释放前，提示学生注意观察电子秤示数的变化，然后释放小球，并问学生观察到了什么？又说明了什么？
生：观察到电子秤上示数中的负号有一瞬间消失了，说明出现了超重现象。 师：刚才的实验中，示数变化很快看不清楚，我们可以用数码相机将其拍下一帧一帧地看(请学生协助拍摄，然后将其信号投影至大屏幕播放慢镜头,选取几张截图如图9)。
图9
生：清晰地看到小球过最低点时示数为正，过最高点时示数为负。 师：这说明了什么？
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生：示数为正说明发生了超重现象，示数为负说明发生了失重现象。
点评：新课程强调充分利用课程资源，让现代化的技术和设备为物理教学服务，创设形象生动的物理情景，丰富物理教学的内容，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。汽车过拱桥时的失重现象在现实中并不明显，学生较难体会到，即使学生体会到了也不太会跟物理知识联系起来。为了突破这一教学难点，笔者采用了电子秤，但小球在轨道上运动时间较短，示数变化太快而看不清楚，只看到有一瞬间负号消失，又利用数码相机的连拍功能使示数变化的整个过程清晰可见，令学生叹为观止。 师：试想如果汽车的速度很大，会出现什么情况呢？ 生：将会“飞”起来。
师：(投影地球图片,如图10)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（约6400km）,如果地面上行驶的汽车速度足够大，会发生什么现象？试想这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？
图10
生：（表现得很有兴趣）积极思考和分析。
师：在学生表述的基础上，阐明如果汽车速度足够大，那将可以飞离地球而成为人造卫星，这时，地球这座拱桥就“形同虚设”了，相关的知识我们将会在后面学习。
点评：许多物理知识间存在紧密的联系,为了使学生更容易理解和掌握知识的来龙去脉，物理教学要有全局的观念，当前知识的教学要有利于学生学习后续知识，合理设置“接口”。
D. 课堂小结
师：通过这堂课的学习，你学到了什么？（鼓励学生发言并辅以适当的引导和提示） 生：踊跃发言。
师：肯定学生的发言，并在学生发言的基础上，进一步明确本堂课的主要知识和方法。
E. 作业布置
利用假期时间，实地调查某公路拐弯处的倾斜情况，并查看路边的限速牌，运用所学的知识，从理论上进行分析并对其限速值的合理性作出评价，填写学生探究性学习用表（见附页）。 【板书设计】
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