圆周运动教学设计

教学过程

教师活动

学生活动

教学意图

新课教学

师：

请1位同学在黑板上分别画这2幅图中力的示意图，其他同学在练习本上完成。教师巡视。

请学生观察画在这2幅图中的受力分析示意图，继而总结向心力的来源。

提问：

1、自行车转弯问题

根据右图可以看出自行车在

通过弯道（圆周的一部分）时都是向内倾斜，这样做的目的是什么？ 其向心力的来源是什么？自行车转弯时倾斜的角度与哪些因素有关？（试推导一下）

2、汽车转弯问题

观察右图b，分析汽车在水平路面转弯时是怎样获得向心力的？图b中f是指路面对汽车的摩擦力，汽车以多大的速率转弯时，才不致于发生侧向滑动？

教师辅助性的指导学生正确的处理问题。

合作与交流：

（1）水平转盘上放一小木块，转速为

60rad/ min时，木块离轴8cm恰好与

转盘无相对滑动，当转速增加到120

rad/min时，为使小木块刚好与转盘保

持相对静止，那么木块应放在离轴多

远的地方?（注：这种情况类似汽车在

水平面上转弯）

（2）下图展示的是汽车比赛中汽车在通过弯道时的情景，观察图中赛场有什么特点？试分析赛车转弯时是怎样获得向心力的？其向心力大小如何确定？

活动1：观察与作图

你能画出图中的自行车与人整体和汽车受力示意图吗？

正确画出受力分析图，相互讨论，找出向心力的来源。

学生展示1 ：自行车转弯时需要的向心力由自行车与人重力和地面对它的作用力的合力提供， 即：

学生展示2：汽车在水平路面转弯时获得向心力的来源是路面对汽车的摩擦力。

学生相互合作完成。

结合生活实例往往容易使学生理解和接受。上面两幅图中的情况有一定的代表性，符合学生的认知规律。

两幅图中获得自行车转弯时倾斜的角度与哪些因素有关，汽车水平路面以多大的速率转弯时，才不致于发生侧向滑动。

上面两个实例的学习，进一步巩固与拓展。充分让学生掌握所学的知识。

提出问题

作出猜想

探究与讨论

分析论证

［视屏课件］模拟在平直轨道上匀速行驶的火车。提出问题：

1、火车受几个力作用？

2、这几个力的关系如何？

［过渡］那火车转弯时情况会有何不同呢？

［视屏课件和PPT课件］模拟平弯轨道火车转弯情形。

提出问题：

1.转弯与直进有何不同？

2、画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。

火车转弯是一段圆周运动，圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面；向心力是谁提供的？

倾听学生的回答，点评、总结。

总结：转弯时需要提供向心力，而平直路前行不需要。

受力分析得：需增加一个向心力（效果力），由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供。

提出问题：挤压的后果会怎样？

教师活动：设疑引申：那么应该如何解决这一实际问题？结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明。

听取学生的汇报，点评。投影学生的受力图，进行定性分析：如下图所示

火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的。

强调说明：向心力是水平的.

讨论：

（1）当v=v0 时，F合 ______ F向 ，

恰好满足 F向=mv02/r ，v0=_____，内外轨道对火

两侧车轮轮缘都无压力。

（2）当v>v0 时，F合 ______ F向，外轨道对外侧车轮轮缘有压力。

（3）当v<v0 时，F合 ______ F向，内轨道对内侧车轮轮缘有压力。

教师在其中恰当地进行点拔，总结

提升。

合作与交流：有一列质量为100t的火车，以72km/h速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径400m。

（1）试计算铁轨受到的侧压力？

（2）由于侧压力对铁轨有很大的损坏作用，若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，（如上图）所示，若车轨间距为1435mm，那么内外轨的高度差该是多大？

例题应用:

让学生阅读课本例题。

巩固练习:

1、观察火车运动情况。

2、画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。

结合所学知识讨论分析。

学生讨论：由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨容易损坏，轨缘也容易损坏。

学生活动：发挥自己的想象能力，结合知识点设计方案。结合受力图发表自己的见解。

学生分组讨论，得出结论；接着完成导学提纲上的结论填空。

让学生拓展思维，进一步理解火车拐弯处的内低外高的特点。

学生自主完成。

层层引导，步步深入，学生从自己的求知愿望出发提出了探究课题，必能激发学生的探究热情。

从生活的实际出发，简单易行，既可激发兴趣又可培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，提高在生活中的应用物理的意识。

培养学生敢于猜想的精神，激发学生的自信心。

充分发挥学生把理论与实践相结合，科学性地解决问题，从中体验保护铁轨的目的。

训练学生的探究问题的能力，培养学生的合作意识。

激发学生对科学家的崇敬和热爱之情。

【回归社会，应用物理】

圆周运动在生活、生产技术中实例很广。

特别在下雨或下雪的路面时，我们骑着自行车（摩托车）拐弯应该注意什么；汽车拐弯时，作为驾驶员应该注意什么；火车轨道（210国道）拐弯处设计成内低外高，这又为什么呢。

活动：相互讨论，分组回答。

通过学生的参与探究，探究合作获取了对生活中圆周运动的实例的新认识，领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功乐趣。

课堂练习

导学提纲显示

巩固提高

反思小结

通过本课的学习，你有什么收获？我们运用了哪些方法？你还有什么问题？