6.4.1生活中的圆周运动 教学设计-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.4 《生活中的圆周运动》教学设计 第一课时 【教材分析】 生活中的圆周运动是知识转化为能力的应用课，让学生将一场场 生活情境抽象成物理模型， 再用所学理论知识去找出其中的规律， 进 而应用于指导生活。让学生从物理学角度理性认识生活中的圆周运动， 实现对世界的观察从感性认识到理性认知的升华，从而促进学生进一 步理解运动和相互作用的关系，深化学生的运动和相互作用观。 【学情分析】 从知识结构上看，学生已经具有受力分析、牛顿运动定律以及圆 周运动的相关知识，具备从动力学角度研究生活中圆周运动的知识储 备. 从认知结构上看，高一的学生具有大量生活中圆周运动的感性认 识，但缺少理性分析生活中圆周运动的经历．本课题的教学核心目标 是让学生从物理视角看生活中的圆周运动，利用所学的知识解决实际 问题，让学生从物理学角度理性认识生活中的圆周运动，实现对世界 的观察从感性认识到理性认知的升华。 【教学目标】 1.通过对圆周运动的实例分析,建构物理模型渗透理论联系实际 的观点,提高分析和解决问题的能力。 2.进一步认识运动的复杂多样性，深化运动与相互作用观念 3.通过解决实际问题，提升学生物理核心素养。 【教学重难点】 教学重点：通过对圆周运动的实例分析,建构物理模型渗透理论 联系实际的观点,提高分析和解决问题的能力; 教学难点：通过匀速圆周运动的规律也可以在一般曲线运动中使 用,渗透特殊性和一般性之间的辩证关系,提高分析能力。 【教学方法】 创设情境—— 问题引领——任务驱动——活动交流 【教学策略】 创设情境：通过观看视频、图片、模型，创设真实情境。 问题引领：通过设计一个个前后有逻辑关系和递进关系的问题来 启发学生，引导学生逐步深入学习，推进任务的达成。 任务驱动：通过完成设计的任务，达到知识向能力的转化，全面 提升学科素养。 教具：自制火车车轮模型、过山车模型、弹簧台秤、 PPT 课件 学具：火车铁轨、车轮模型、拼接火车转弯轨道 【课时安排】 1 课时 【教学实施】 情境一：火车转弯 问题①：观看游乐场小火车转弯视频，思考小火车转弯所需的向心力由什 么力提供呢？ 问题②：火车在水平轨道（内外轨道一样高）上转弯时，所需的向心力 由谁提供？ 任务一：火车一节车厢质量为 m = 60 吨，以 v0=10m/s 的速度通过半径 r =100m 的弯道，试算出轮缘与外轨间的弹力。 活动一：讨论实际火车弯道设计 问题③：外轨高内轨低时，火车转弯所做的圆周运动在哪个平面内？ 活动二：拼接火车转弯轨道 任务二：火车以半径 r 转弯，火车质量为 m，速度为 v0，内外轨的高度差 为 h，两轨间距为 L。要使火车通过弯道时仅受重力和弯道的支持力，则速度的 表达式？（重力加速度为 g，θ很小时， sinθ=tanθ) ① v>v0 时，轮缘受到外轨向内的挤压力，外轨易损坏。 观看《西班牙火车脱轨瞬间》视频。 ② v<v0 时，轮缘受到内轨向外的挤压力，内轨易损坏。 情境二：汽车过拱形桥 任务三：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， 试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力大小。 汽车过拱形桥时， 运动速度变大， 车对桥的压力如何变化？ FN＇＝0 时， 汽 车的速度为多大？此时汽车做什么运动？ 情境三：汽车通过凹形路面 任务四：质量为 m 的汽车在凹形路面上以速度 v 行驶，若桥面的圆弧半径 为 r，试画出受力分析图，分析汽车通过路面的最低点时对路面的压力大小。 活动三：做实验 【作业布置】 1、完成学案上的课时习题。 2、自己骑自行车转弯，感受一下。 3、探究活动：研究人甩手时指尖的运动，估算出向心加速度。 【教学反思】 本节内容继续完成大单元的任务之一，探秘游乐场的小火车 转弯，确定轨道平面，寻找向心力来源，列出力与运动的关系方 程，并由此过渡到生活中的火车转弯，自然流畅又适当增加了困 难，有利于激发学生的学习兴趣和探究热情。后续又联系生活中 的实际情境，将学生的关注点引向竖直面内的圆周运动，汽车经 过拱形桥和凹形路面。既有感官体验，又有理论分析，还有实验 验证。全面提升了学生对生活中圆周运动的认识，在此过程中提 升了物理学的核心素养！ 不足之处在于，对于火车转弯，学生的实际感受并不强烈， 后续有条件可以带学生去实地观察，测量弯道内外轨的高度差! 学生在对实际运动进行构建物理模型时仍有些许不足，后续的教 学中要对这种能力进行培养！ 学科网（北京）股份有限公司 $$