习题全国优秀课堂实录

《圆周运动实例分析》教学设计

四川省双流永安中学邵志聪

一、教学设计思路

1．通过前面的学习，学生已经知道做圆周运动的物体一定需要向心力，知道圆周运动中向心加速度的方向及表达式。对生活中遇到的与圆周运动相关的具体问题，学生还不能敏锐而熟练地运用圆周运动的方法来分析，还不能把“由运动特点分析受力特点、由受力特点推断运动特点”这样的动力学思想很好的应用到圆周运动问题中去，这恰好是本节课要解决的问题。

2．物理教学要源于生活，回归生活。教学过程中注意这一点会更接地气。因此本节课以北京奥运会链球比赛、在班级模拟链球比赛这样鲜活的生活实例切入，以对可调速圆盘上一个橡胶塞的运动和受力特点的分析来引领基本方法，以圆盘上角速度相同、轨道半径不同的两个橡胶塞哪个更易产生离心现象的分析引出北京四环路上速率相同半径不同的汽车哪个更易侧滑这样的实际问题，以提速防滑的安全方案设计引领学生关注和解决生活中的实际问题，以圆锥摆的实验和理论探究让学生体会道路外侧垫高的动力学本质。最后以货车翻车视频提示学生注意遵守交通规则、以货车翻车原因的调查作业引领学生从物理的视角关注社会。

3．物理课堂要以提升学生思维能力为核心，渗透物理方法为重点。为调动起学生的思维积极性，使学生的思维有依托，呈现物理情景时宜采用“对比”的方式。学生在解决相似而不同的问题时，会渐渐体会到通用的学科方法。

本节教学中采用如下教学手段：一个模型、多次变换；对比激疑、突出方法；理论分析、实验证实；方法运用、调查分析。

4．本节课所用到的方法是牛顿运动定律在曲线运动中的体现。研究圆周运动所涉及的思想方法，在万有引力定律、带电粒子在磁场或电场中运动的学习中会继续应用。因此本节课有承上启下的作用。本节内容是动力学思想的延伸，也是后续内容的基础。

一、教学目标设计

1．知识与技能

（1）能够清楚表述简单情境中圆周运动的受力特点。对于隐含物理问题，能够根据圆周运动的基本解题步骤逐渐得出结论，在此过程中体会动力学观点在圆周运动中的应用。

（2）从惯性的角度体会离心现象。

（3）能够利用所学知识对汽车侧滑原因进行定性的解释并说明提速防滑的具体方案。

（4）能够画出圆锥摆的圆心及轨道半径、并对圆锥摆进行正确的受力分析，按所需列出方程。

2．过程与方法

经历理论推导和实验验证的物理过程，体会动力学思想在圆周运动中的应用。

3．情感态度价值观

体会面对具体问题时，只用直觉思维有时解决问题是不够的，科学的方法往往更能发现问题的本质。

二、教学重点

动力学思想方法在圆周运动中的应用。

三、教学难点

圆锥摆的动态分析。

四、教学资源

多媒体设备（ppt文稿），自制演示实验器材（用笔管、细线和钩码自制的可调圆锥摆、可调速圆盘），锥形瓶，小木球。视频：汽车侧滑与货车翻车。

五、教学过程设计

1．教学流程图

2．教学活动过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

观看视频。

体会圆周运动需要向心力。

通过形象直观的视频和活动迅速调动学生的注意力和思维，让学生体会做圆周运动的物体需要向心力及离心现象的成因。

情景创设

参与活动。

体会圆周运动需要向心力。

演示实验1：

圆盘带着橡胶塞做匀速圆周运动。

回答物块受力特点。

画出受力图：俯视图和正视图。

回答：摩擦力不够大，橡胶塞向外侧滑

引导学生画圆周运动的情境图与受力分析图。

体会离心现象。

渗透基本方法

追问：如果越转越快，可能发生的现象及原因？

板书：

演示实验2：

回答判断依两个相同物块随圆盘做匀速圆周运动。

据。

问：哪个更易发生侧滑？

渗透基本方法

通过比较渗透“由运动特点判断受力特点”的动力学方法。

播放汽车雪路转弯侧滑视频（行车记录仪记下的真实情况）。

联系生活

问：侧滑的原因？

追问：汽车转弯时能否看成圆周运动吗？

出示：北京东北四环图片。

问：汽车的运动能否看做圆周运动？

联系生活。

为后续问题做铺

垫。

可能回答：摩擦力不够大、车速太快。

说明自己的想法。

观看图片。

说明能否把汽车转弯看作圆周运动，说明理由。

了解曲率半径

分析解答。

体会：“R v ω

联系生活：

汽车拐弯是正常的现象，但是做完整圆周运动太少了。因此在此处介绍曲率半径的概念是必要的。

把圆周运动的方法用到汽车转弯问题，更体现物理源于生活回到生活的特点。

打破部分学生一见到并排就以为角速度相同的思维定势。

出示：北京东北四环百度地图。

介绍：曲率半径。

联系生活

对比激疑

针对图片中两辆行驶中的出租车提出问题：

若两辆完全相同的车都以四环路的限速80km/h匀速率行驶，则两辆车哪个发生侧滑的可能性更大？

追问：若想提速而不发生侧滑，有哪些可行的方案？

追问：若道路的曲率半径和路宽及最大限速政府已经限定了，那么道路外侧垫高多少才是最合理的？（乘客感觉舒适、对轮胎摩擦小）

出示绳摆：要求学生让钩码做各种圆周运动

实验探究与理论分析

T，合理区分”

分析回答：

减速慢行，增大粗糙程度，增大道路曲率半径

汽车提速设计可以给学生提供用物理知识解决生活中问题的平台。

弯道外侧垫高是圆锥摆模型的变形，也是火车轨道设计的铺垫。

渗透正交分解法在圆周运动实例分析中的应用。为汽车转弯等问题进行引导。

试着让钩码做不同的圆周运动。

总结学生所做的实验，指明本节的研究重点：圆锥摆。

画图，受力分析

夯实重点

突破难点

要求学生对做圆锥摆的重物进行受力分析，并求出线速度。

板书示范：

求出线速度，说明方法

追问：如何由摆长、摆角表示线速度？

板书：

实验体验并理论分析

追问：若摆长不变，摆角增大，则拉力和线速度如何变化？

回顾两个情景的思想方法：

在教师的提设计意图：思想方示下回顾经法提升。

历的过程，体

会动力学思想在曲线运动中的应用。

总结思想方法

提醒学生解决圆周运动问题的注意事项：

圆周运动，必有an。

画准受力，定轨找心。

an向心，正交寻因。

R v ω T，合理区分。

力与运动，惯性离心。

根据朗朗上口的顺口溜体会解决圆周运动问题的基本步骤。

用顺口溜的方式，有助于调动起学生的注意并突出重点和程序。

出示作业：若马路宽度为d，弯道处曲率半径为R。若汽车的速率为v。则道路外侧垫高多少合适？

问题解决

记录作业。

此作业是本节方法的落实，也是介绍火车转弯问题的有力铺垫。

演示实验。

观看实验

实验与生活联系类比

播放视频：城市道路货车弯路翻车

观看视频。

思考教师提出的问题

出示图片：

分析调查

提升素养

说明：货车司机为了家人辛苦的工作，大量的货车翻车事故让家人痛心不已。

请调查分析：若小轿车与大货车并行转弯，小轿车在内侧更安全还是外侧更安全？

请调查分析：货车翻车原因及防治办法？

六、学习效果评价设计

1．学生自评与师评结合

引领学生从物理的角度理解遵守交通规则的重要性，不做“凑一堆儿就过马路”的事情。

货车转弯翻车问题学生可由惯性离心的角度解释。

学生应能分析出小客车与大货车并行转弯时，小客车在内侧更安全。

但图片显示此大货车恰恰是“内翻”了。

引领学生意识到实际问题的发生要关注的因素很多，如：不能把货车看作质点、司机“矫枉过正”的误操作等。

学生自评主要关注点是自己的学习态度、学习热情、学习效果、遗留问题等，主要依据是自己的主观感受和教师针对自己书写内容进行的反馈。

师评主要关注点是学生的学习过程和学科方法达成度。主要依据课堂和课下学生的学习痕迹。

2．主观评价与客观评价结合

主观评价以学生自评为主，教师对学生的评价也不可避免的带有主观色彩。

客观评价以学生的书写痕迹和课堂表现为主要依据。

3．发展性评价与成果性评价结合

发展性评价注重评价的激励作用，成果性评价关注学科思想和方法。

（一）学生主观自评评价量规：

班级： 姓名： 学号：

（说明：在相应栏目画勾）

符合程度

评价

项目

评价要点

完全

符合

基本

符合

基本

不符合

完全

不符合

我能够根据演示实验现象积极思考其原因，努力用自己的观点解释

我会努力把自己的疑惑与观点与教师讲授内容进行整合，而不是生硬的记忆结论

遇到疑难问题我会积极思考并查阅相关资料或记下问题待课下及时解决

自主学习

我对与本节相关的实际问题较感兴趣，准备查阅相关资料深入了解

我能够在一节课的大部分时间保持积极学习和思考的状态

我在课下会整理课堂笔记或回顾所学知识及用到的方法

我能够运用本节课学到的知识和方法独立解决课堂练习和作业

我习惯于把学到的新知识与相关旧知识进行类比，找到它们之间联系与区别

我喜欢与同学共同去学习新知识或解决疑难问题

我能够清楚地向同学表达我的观点

协作学习

我能够认真聆听和思考同学的观点

我能够积极分析我和同学观点的异同，并对其正误进行自己的判断

若有疑难问题我会和同学积极寻找各种途径及时对其进行解决

我与同学在交流过程中有时会产生新的让自己很兴奋的观点

我喜欢对共同学习的同学提供力所能及的各种帮助或分工解决某一问题

（二）针对学习过程的客观评价量规

班级： 姓名： 学号：

（说明：在“我能做到”的相应栏目划勾，在“我的疑惑”栏目写出自己的疑惑、遇到的困难或有别于教师的想法，具体问题参阅ppt和课堂笔记）

评价载体

发展阶段

我能做到

我的疑惑

师评

能够清楚描述物块受力情况

能规范的画出物体受力图

能够对物体列出动力学方程

比较两相同物块哪个更易发生侧滑？

若圆盘角速度变化，能够根据方程推导出相应变化的物理量

能够从惯性的角度解释离心现象

理解曲率半径的概念

能够把车辆同速率运动与橡胶塞同角速度运动进行区分

关注过弯路特点

四环路汽车转弯

能够得出防侧滑方案

能够画出圆心半径、进行正确的受力分析及合理的正交分解

圆锥摆的分析

能够对钩码列出动力学方程

能够从方程推导出与现象吻合的结论

能够把圆锥摆的受力和运动特征应用到道路外侧垫高的实际问题中去

日常生活中注意过这两个现象

能从惯性离心的角度解释货车翻车原因

意识到翻车问题不能把车看作质点

能够从力和力臂角度解释翻车问题

能够对避免翻车提出合理化建议；对转弯时提高乘客舒适度提出合理化建议

生活中两种汽车转弯现象的分析

指导教师：北京教科院基教研中心

陶昌宏

北京市朝阳区教研中心

张京文

周岗

王军