(一)地位《生活中的圆周运动》这节课是新课标人教版《物理》必修第二册第5章《曲线运动》一章中的第7节,也是该章最后一节。本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课,通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用,使学生深入理解圆周运动规律,并且结合日常生活中的某些生活体验,加深物理知识在头脑中的印象。(二)教材处理教材中的“火车转弯”与“汽车过拱桥”根据学生接受的难易程度,顺序作了对调,并把最后一部分“离心运动”放到下一节课处理。(三)教学目标1.知识与技能目标(1)进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。(2)培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力。(3)了解航天器中的失重现象。2.过程与方法目标(1)学会分析圆周运动方法,会分析拱形桥、弯道等实际的例子,培养理论联系实际的能力。
思考:洗衣机脱水时转速高时容易甩干衣物,还是转速低时容易甩干衣物?(2) 制作棉花糖的原理内筒与洗衣机的脱水筒相似,里面加入白砂糖,加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转,黏稠的糖汁就做离心运动,从内筒壁的小孔飞散出去,成为丝状到达温度较低的外筒,并迅速冷却凝固,变得纤细雪白,像一团团棉花。5.离心现象的防止在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大,所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax,汽车将做离心运动而造成交通事故。因此,在公路弯道处,车辆行驶不允许超过规定的速度。当高速转动的砂轮或者飞轮内部分子间相互作用力不足以提供所需向心力时,离心运动就会使他们破裂,甚至酿成事故。
《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第4节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后,接触到的又一个美丽的曲线运动,本节内容作为该章节的重要部分,主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念,为后继的学习打下一个良好的基础。人教版教材有一个的特点就是以实验事实为基础,让学生得出感性认识,再通过理论分析总结出规律,从而形成理性认识。教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后,通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动,提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。二、教学目标1.知识与技能①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。理解线速度的概念;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算。②理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T。③理解匀速圆周运动是变速运动。④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。
1、知识与技能 (1)认识匀速圆周运动的概念,理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算; (2)理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T; (3)理解匀速圆周运动是变速运动。 2、过程与方法 (1)运用极限法理解线速度的瞬时性.掌握运用圆周运动的特点如何去分析有关问题; (2)体会有了线速度后.为什么还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的单位。
一、描述圆周运动的物理量 探究交流 打篮球的同学可能玩过转篮球,让篮球在指尖旋转,展示自己的球技,如图5-4-1所示.若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转,那么篮球上不同高度的各点的角速度相同吗?线速度相同吗? 【提示】 篮球上各点的角速度是相同的.但由于不同高度的各点转动时的圆心、半径不同,由v=ωr可知不同高度的各点的线速度不同.
通过这个示例呢,我们可以得到解决向心力问题的一般的步骤,确定对象,找出轨迹,找出圆心,然后进行受力分析,让同学们参考这样的步骤,逐步的解决圆周运动的问题,对于变速圆周运动,我通过链球运动进行引入,这里是一个链球运动的视频,在同学们观看视频之前,我给同学们提出问题,链球收到绳子的拉力,做的是匀速圆周运动吗? 然后再课堂上我们再做一个小实验, 我们可以通过改变拉线的方式来调节小球的速度大小吗? 那么对小球,做加速圆周运动,进行受力分析,我们可以看到,小球做加速运动时,他所受到的力,并不是严格通过轨迹的圆心,在进行分析的时候,特别强调,小桶所受力的切线方向分力,和法线方向分力,切线方向分力,改变小球运动速度大小,法线方向分力,改变了小球运动的方向,法线方向的分力,在这里就是向心力,产生了向心加速度,通过这样一个例子进行分析,同学们是比较容易理解的,
设计意图:通过设疑、讨论及学生的亲身体验与教师的引导,得到描述圆周运动快慢的两个物理量,也就成功的打破了学生在认识上的思维障碍,突破了物理概念教学的难点。在解决线速度和角速度的问题之后,我将引领学生学习匀速圆周运动的概念以及匀速圆周运动中线速度、角速度的特点。并引出匀速圆周运动中周期、转速的知识。为了加深学生对线速度、角速度与半径关系的认识,我设计了第三个学生体验活动:四名学生以我为圆心做圆周运动,四名学生始终并列,这时里圈同学走动不急不慢,而外圈同学则要小跑。通过学生的活动,不难发现在角速度相同的情况下,半径越大的线速度也越大。定性的得到了线速度、角速度与半径的关系。接下来让学生利用所学知识推导线速度、角速度与半径的关系。设计意图:这样就通过设疑、学生猜想、体验、推导的方式得到了结论,突破了本节课的难点即线速度、角速度与半径的关系。
(一)、复习提问1、请说出功的计算公式及功的单位2、我们用哪个物理量表示物体运动的快慢?(二)、创设情景,引入新课1、播放多媒体素材,用起重机和一个工人搬运几百块砖比较哪一种方法好?图中的情景说明了什么问题?(教师通过所设计的情景,将学生引入怎样比较做功快慢,让学生发表自己的看法,初步知道物体做功是有快慢之分的。)(三)、进行新课1、比较做功快慢的方法播放多媒体素材并提出问题:怎样比较两个人谁做功快谁做功慢?教师启发:以前学习过要比较两物体运动的快慢,可以先确定路程再比较时间,也可以先确定时间再比较路程。在路程和时间都不同时,通过计算速度比较两物体运动的快慢。同理,要比较物体做功的快慢可采用什么方法?
探究一:高中阶段功的含义是什么?投影:初中九年级《物理》105页学生思考:①图中物体的势能、动能分别如何变化?②物体能量的变化和做功是否存在关系?学生:分组讨论,得出结论:如果物体的能量发生变化时,说明有力对物体做了功。教师:进行点评和小结(设计意图:对初中知识深化理论认识,并为以后功能关系的教学作准备)探究二:力对物体做功的两个要素是什么?情景再现:找体重相对悬殊的两位同学,①A同学试图抱起B同学,但没成功。②B同学抱起A同学在教室内匀速走动。学生思考:在①中,A是否对B做功?在②中,B是否对A做功?学生:分析得出做功的两要素:物体受到力的作用,并且在力的方向上发生位移.教师:让学生分别例举生活中力对物体做功和不做功的例子,(设计意图:让学生亲身参与课堂实验,烘托课堂气氛,相互协作增进同学情谊)探究三:如果物体的位移不再力的方向上,那么力是否还对物体做功?
基于以上分析,为使本堂课围绕重点、突破难点,同时让学生在课堂教学中能力得到提高,我设计如下教学过程。(一)创设情景认识形变由同学们已有的形变知识入手,引入新课。教师演示:①弹簧的压缩形变;②弹簧的拉伸形变③视频播放:竹竿形变、钢丝的扭转形变。得出形变的概念及各类形变。[设计意图:我从生活情景中引入新课,是为了激发学生的好奇心,为学生学习重点和难点内容作铺垫。]设问:摩天大楼在风的吹拂下会不会摆动,发生形变吗?演示微小形变放大实验:由于这种形变不容易观察,会使学生产生疑问:到底有没有发生形变?解决的办法是微小形变的演示实验。为什么光点会往下移?让学生带着问题思考后得出结论:是由于桌面发生了形变,但是形变不明显。为后面解决压力和支持力都是弹力做好铺垫。[设计意图:使学生知道“放大”是一种科学探究的方法。]
本节课是人教社物理必修1第三章第三节的内容,编排在弹力之后。该节知识既是力学的基础,也是组成整个高中物理知识的一块“基石”,所以这节内容的教学如何引领学生自主积极地探究摩擦力产生的条件和影响因素,体验摩擦力特点规律的发生过程是本节课的重点,应高度重视本节教学过程;由于摩擦力问题的复杂性,且在具体问题中又表现出“动中有静,静中有动”,尤其静摩擦在许多情形下似乎又是“若有若无,方向不定”,因此,对于初学者也是有一定难度的。也正是由于教材内容的上述特点,本节课又易于激起学生的求知欲,易于培养学生的辩证观点,易于锤炼学生的物理素质。要充分用好该节教材内容,深入挖掘知识间的有机联系,对学生开展针对性的思维训练,进而提高学生应用物理知识解决实际问题的能力和创新思维能力。高中物理《课标》对该知识点的要求是,“通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,能用动摩擦因数计算摩擦力”。其中,对静摩擦力规律的认识应该包括最大静摩擦力。
(五)平抛运动规律的应用例1:一架老式飞机在高出海面45m的高处,以80m/s的速度水平飞行,为了使飞机上投下的炸弹落在停在海面上的敌船,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。分析:对于这道题我们可以从以下几个方面来考虑:(1)从水平飞行的飞机上投下的炸弹,做什么运动?为什么?(2)炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动?3)要想使炸弹投到指定的目标处,你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系?拓展:1、式飞机在高出海面45m的高处,以80m/s的速度水平飞行,尾追一艘以15m/s逃逸的敌船,为了使飞机上投下的炸弹正好击中敌船,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。2、在一次摩托车跨越壕沟的表演中,摩托车从壕沟的一侧以速度v=40m/s沿水平方向向另一侧,壕沟两侧的高度及宽度如图所示,摩托车可看做质点,不计空气阻力。(1)判断摩托车能否跨越壕沟?请计算说明(2)若能跨过,求落地速度?
<设计说明>通过暗示的手段,使学生发现规律,既能发挥教师的引导作用,又能充分发挥学生的主动思维,在课堂时间有限的情况下可以大大提高课堂效率。老师引导:怎样验证?是把三个力的箭头连线来确定是否平行四边形吗?这样做存在什么问题?(由于实验存在误差,很难确认所画四边形就是平行四边形。可先根据两个分力画出平行四边形,再将其对角线与合力进行对比,看是否重合或偏差有多大,是否在误差允许的范围内可以确认是一个平行四边形。)<设计说明>通过验证方法的讨论,养成良好的思维习惯,培养严谨的科学态度,提高实践能力。分组活动:各自画图进行验证……(要求三力画实线、辅助线画虚线)综合分析程序:①让某一大组部分小组汇报自己的探究结果(提倡学生上讲台利用实物投影进行解说),对比在夹角接近的情况下结果有什么相似之处和区别,分析存在的一些问题。②再让其他组各派一两个小组汇报,对比在夹角相关较大的情况下结果有什么相似之处和区别,分析存在的一些问题。
一、教材内容经全国中小学教材审定委员会2004年初审查通过,人教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理必修①》,第三章第5节内容“力的分解”。二、教学目标1.知识与技能(1)理解分力的概念,理解力的分解是力的合成的逆运算,遵循平行四边形定则。(2)初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。(3)会用作图法和直角三角形的知识求分力。(4)能区别矢量和标量,知道三角形定则,了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的。2.过程与方法(1)进一步领会“等效替代”的思想方法。(2)通过探究尝试发现问题、探索问题、解决问题能力。(3)掌握应用数学知识解决物理问题的能力。3.情感态度与价值观(1)通过猜测与探究享受成功的快乐。(2)感受物理就在身边,有将物理知识应用于生活和生产实验的意识。三、教学重点、难点在具体问题中如何根据力的实际作用效果和平行四边形定则进行力的分解。
四、 教学程序(一) 新课引入(约5分钟)复习相关内容,引入实例,创设情景。为了体现从生活走向物理,从物理走向社会的基本课程理念,在复习了前面所学相关内容的基础上,引入一些比较新鲜的或生活中比较常见的例子,一方面可以激发学生的学习兴趣,另一方面也让学生有一个直观的体会,同时为后面问题的解决做一个铺垫,从而达到创设教学情景引入教学主题的目的。(二)新课教学(约25分种)要研究这种曲线运动的规律,就是要确定出做平抛运动的物体在任一时刻的位置和速度,由于我们至少要用二维坐标才能描述平抛物体的运动,这就决定了我们在研究平抛物体的运动时要对平抛运动进行分解;要根据平抛运动的受力特点来分解平抛运动,因物体只受重力的作用,且只具有水平方向的初速度,由此我们可以将平抛运动分解为水平方向和竖直方向。下面我们先研究平抛运动在竖直方向的运动规律。
速度的定义既是重点也是难点,因为初中的时候,学生们就学习过速度,初中的定义是路程与发生这段路程所用时间的比值。所以为了让学生们能够理解速度的定义,可以通过一个实例来讲解,让同学们思考、讨论,然后让他们回答问题,这样他们就能够比较容易从常规思维能力向理性思维能力的转化,进而理解速度的定义是:“位移S与发生这段位移所应时间t的比值”。速度是比较运动快慢的一个物理量,这里可以通过定义来导出它的计算公式,再对公式进行分析,介绍速度的性质,是一个矢量,有大小也有方向,接着向同学们介绍速度的单位,包括国际单位和常用的单位。接下来就是引入平均速度,这是本节课的第二个重点,在引入的时候可以利用运动员在百米比赛中的例子,分析他不可能是做匀速直线运动,这样就要给刚才算出的速度一个新的名称,这就引入了平均速度的定义:在变速直线运动中,位移S和发生这段位移所用时间t的比值。同时要提醒同学们在计算平均速度时的注意事项,平均速度必须由定义来求解,必须指明是计算的那一段位移内的平均速度。
(5)高度不同,对平抛运动距离有何影响,是否因为高度减小后下落时间减小,所以要增大速度才能达到相同的距离?(教学实践证明,这种想法在学生比较多见。已经不自觉的沿用了自由落体运动的规律,又隐隐有运动等时性的痕迹。应引导学生这一结果还需实验验证。)教师的引导:其实,我们所提出的看法都跟平抛运动的规律有关系。那么平抛运动究竟有怎样的规律呢?以前学过的直线运动知识还能用于今天的内容吗?由此逐步使学生意识到分析平抛运动须采用运动合成与分解这一方法。三、实验验证自主探究(15分钟) 物理是实验科学,多媒体教学不能代替实验。本教学设计的第三个环节是实验验证,鼓励学生自主探究。引导学生根据自己的猜想(实验目的)设计实验进行验证。(1)介绍手持式平抛竖落仪,引导并小结实验要领:听两小球下落声音判断其下落时间。体会合运动和分运动是等时的。
1、举例:2、结论:(1)物体的运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。(2)曲线运动中速度方向是时刻改变的。(二)、曲线运动方向:1、质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。2、曲线运动中速度方向是时刻改变的,因此曲线运动是变速运动。(三)、曲线运动条件:1、演示实验:2、结论:当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时,物体就做曲线运动。七、课堂小结:1、运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。2、曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上。3、当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角a时,物体做曲线运动。八、巩固训练:1、关于曲线运动,下列说法正确的是()。A:曲线运动一定是变速运动;B:曲线运动速度的方向不断的变化,但速度的大小可以不变;
2、教学目标根据我对教材的理解、结合学生的实际情况、渗透新课程的教学理念,为提高全体学生的科学素养,按课程标准,以促进全体学生发展为目的。从知识与技能、过程与方法,情感态度与价值观三个方向培养学生,拟定三个教学目标:知识与技能:(1)知道什么是动能。(2)正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。(3)掌握外力对物体所做的总功的计算,理解“代数和”的含义。(4)理解和运用动能定理。过程与方法:通过演绎推理过程,培养科学研究兴趣,领略物理学中所蕴含的严谨的逻辑关系。情感、态度、价值观:通过运用动能定理分析解决问题,感受成功的喜悦,培养学生对科学研究的兴趣。3、教学的重点和难点重点:理解动能定理、应用动能定理解决力学问题。难点:应用动能定理解决多个过程的力学问题,以及变力做功或曲线运动中的动能定理运用。
学生回答的方法多样,让各小组根据自己讨论出来的方法对自己实验出来的纸带进行数据处理,并求出加速度,并且将多条纸带都进行处理,同时提醒学生对纸带的选择。接着,我会用多媒体展示重物下落实验打出来的纸带,用表格列出一段纸带上各点的瞬时速度,准确画出v-t图像,求出加速度,将结果给予学生的结果作对比,确定出正确结论。最后让学生分析总结:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,而且,多条纸带算出来的加速度的数值都接近相等,即加速度在实验误差允许范围内是相等的。引出重力加速度,介绍概念、方向及大小。(强调“同一地点”,让学生阅读教材中一些地点的重力加速度,可以了解重力加速度的大小与纬度有关,纬度越大加速度越大)。学习了重力加速度后让学生根据之前学习的匀变速直线运动公式推导出自由落体的运动规律。设计意图:让学生在学习过程中的主体地位和自主观能动性得到充分发挥,取长补短,培养了学生的实验操作能力,又使学生对自由落体运动的性质有深刻的印象,从而解决了本节课第二个难点。
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