高中物理新課程《生活中的圓周運動》教學案例

段宏艷

【摘 要】本節課從知識內容上屬于圓周運動的應用，通過向心力來源分析解決生活中的實際問題。本節課以學生為主體，通過研究和討論的方式不斷讓學生參與課堂，在學生參與研究和討論的過程中鍛煉各方面的能力，從知識技能、過程和方法及情感態度與價值觀的角度都較好的達到了教學目標。

【關鍵詞】新課程；高中物理；圓周運動

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）32-0123-01

一、課標及教材分析

本節課是學過向心加速度、向心力的下一節課，結合前兩節向心力來源分析解決生活中的實際問題，屬于圓周運動的應用。本節通過知識內容與生活實際相結合，深化學生對知識的理解，進一步激發學生學習物理的積極性。

教材設計本節內容從四部分展開，火車轉彎問題、汽車過橋問題、航天器的失重問題及離心現象分析。四種事例模型，教材的討論展開方法始終是一致的，即先分析物體的受力，然后確定向心力來源，目的是讓學生更加明確向心力是按效果命名的力；然后依據牛頓第二定律列方程，解方程，只是注意方程反映的是向心力與向心加速度之間的關系。課本的說一說內容不要求定量計算，鼓勵學生打開思路想一想，說一說；思考與討論部分更是把汽車過拱形橋的思想推廣到衛星發射問題上。關于超失重的討論主要分為兩部分，一部分在牛頓運動定律的應用，另一部分放在本節圓周運動的應用和之后的天體運動中，本節只作簡單的向心力來源分析。教材最后的離心現象也是物理與生活中聯系的一個緊密知識點。

二、教學過程概述

1.導入新課過程。

以賽車過彎道側滑事故實例引發大家思考。再進一步出示彎道自行車轉彎圖片，引導大家思考賽道的特點及其設計思想。學生經過討論，得出結論，賽車和自行車轉彎都在做圓周運動，需要向心力，地面給車輪的摩擦力提供其轉彎所需向心力，當最大靜摩擦力提供向心力不足是，會引發側滑，自行車轉彎是身體傾斜，彎道處墊高是為了支持力分力能提供一部分向心力。

2.火車轉彎問題教學。

首先展示火車車輪結構和軌道結構。提問學生水平軌道轉彎，車輪受力如何？尋找軌道平面，分析向心力來源；進一步引導學生得出這種運行狀態的不合理性，并讓大家猜想如何來改進？結合大家猜想，給出火車轉彎實際軌道圖片并作力的示意圖。火車轉彎狀態分析一定要引導學生理解軌道平面水平，用合成方法找到牛頓第二定律表達式，求出轉彎臨界速度，并通過向心力的供需關系分析得出內外軌擠壓情況。

3.汽車過橋問題教學。

依次遞進問題：（1）水平路面行駛汽車豎直方向受力如何？（2）如果以相同速度過拱形橋，在橋的最高點，橋面受力與平路上相同嗎？引導學生說出汽車過橋其運動特點是圓周運動，進一步確定向心力來源，并寫出其牛二律表達式，分析速度增大，汽車對橋面壓力的變化情況。學生通過討論，猜想過橋速度過大時會出現的情況，最后教師作出總結，明確臨界點。凹橋分析與拱橋類似，分析過程中一定要反復強調力與運動之間的關系解決問題的動力學問題思路。拱形橋內容教學之后，可以引導學生一起體會課本28頁的思考與討論部分，介紹衛星發射思想，為下一章的學習埋下伏筆。

4.航天器的失重現象教學。

思考與討論的問題情境其實早已實現，只不過是在航天器上，假設宇宙飛船在地球表面附近繞地球做圓周運動，設其質量，半徑，讓學生求解宇航員受到的支持力及飛船的速度，通過求解學生得出結果；此時給學生播放宇航員在太空的生活視頻，與計算結果一致，得出結論：在任何關閉了發動機，又不受阻力的飛行器中，都是完全失重的環境，所有物體都處于完全失重狀態。

5.離心運動教學。

播放離心現象視頻，提問學生：做圓周運動的物體一旦失去向心力的作用，它會怎樣運動？學生討論，總結離心現象。教師引導學生從向心力的供需關系理解離心實質，并進一步推廣出近心現象，為下一章的變軌等問題做鋪墊。最后閱讀離心現象的應用與危害，本節主要內容結束。

6.課堂小結。

本節通過生活實例分析圓周運動實得出用牛頓第二定律解決分析向心力的方法：（1）受力分析；（2）找圓心，定半徑；（3）確定向心力方向；（4）列方程。

三、教學設計分析

整節課以分析運動特點、尋找向心力來源、確定力與運動的關系為主線，層層深入，知識比較連貫易懂。第一部分教學，軌道圖片展示和解讀有助于學生理解模型特點，只有充分把握了實例的特點，才能提取出物理模型。這部分學生自主討論得出火車轉彎時軌道設計思路，理論聯系實際使知識點易于理解，同時提高了學生分析問題的能力；汽車過橋問題講解過程中，通過知識不斷延伸，上升到衛星發射的高度，開闊了思路，也激發了興趣；航天器的失重現象限于當前學生的知識內容，較難理解，講解時要側重現象，原理不必講解過于深入，講解時適當回顧前面學習的超失重現象，讓學生認識到超失重不只發生在豎直方向運動的物體上，只要在豎直方向上有加速度，就會有失重，超重現象，而與速度方向無關；最后一部分離心近心現象要從向心力供需關系切入講解，并嘗試引導學生解釋生活現象，再討論，再升華，真正理解離心原理。

四、課后教學反思

一堂課的成功與否在于其能否抓住學生的認知特點和需求，激發學生主動思考、質疑答疑、渴求知識的情感，突顯學生在課堂中主體性，有效幫助學生實現建構網絡，這是從教學基本技能中提升的教學藝術。本堂課主要嘗試以研究和討論的方式來設計的，主要目的就是讓學生多參與，增強學生學習的主動懷，真正體現學生的主體地位，學生在研究和討論的過程中，必然要親自動手，在動手的過程中就要動腦，從而鍛煉各方面的能力，學生一直都圍繞著老師在學習，達到了預期的效果，在后期的改進中，我們可以更多的嘗試利用多媒體手段，進一步提升學生在課堂中的互動性。