新課改背景下《生活中的圓周運(yùn)動》教學(xué)探討

摘要：生活中的圓周運(yùn)動與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系，是新課程背景下滲透STS教育的一個突破口，以此實(shí)現(xiàn)三維目標(biāo)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞：生活；圓周運(yùn)動；教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148(2012)3(S)-0033-2

1 教材教法、學(xué)情分析

《生活中的圓周運(yùn)動》在“向心加速度”、“向心力”的基礎(chǔ)上對圓周運(yùn)動問題的歸納及應(yīng)用，又是下一章“萬有引力與行天”知識和方法的基礎(chǔ)。教材包括水平面內(nèi)，豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動及離心現(xiàn)象三部分內(nèi)容。要求學(xué)生掌握從受力分析和運(yùn)動分析兩個方面處理問題的方法，這是本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。學(xué)生此時對圓周運(yùn)動的問題感覺公式多，處理方法難以駕馭。因此，本節(jié)內(nèi)容計劃用兩個課時完成。第一課時主要關(guān)注水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動，重點(diǎn)讓學(xué)生學(xué)會分析和處理圓周運(yùn)動的方法。

教材在呈現(xiàn)本節(jié)內(nèi)容時，首先討論火車轉(zhuǎn)彎的問題，但是，學(xué)生對火車車輪和鐵軌都很陌生，給學(xué)生設(shè)置了一個障礙。此外，學(xué)生還不熟悉處理圓周運(yùn)功問題的方法，很難理解鐵軌“內(nèi)低外高”的真正目的，如果深入分析，又與“生活”背道而馳。因此在教學(xué)設(shè)計中需對教材進(jìn)行二次處理，通過視頻引入和課堂討論的方式，先引導(dǎo)學(xué)生分析生活中最為常見的汽車在水平面轉(zhuǎn)彎問題，然后設(shè)置臺階，分析靜摩擦力不足以提供向心力時，路面為什么設(shè)計成“內(nèi)低外高”．通過對兩個實(shí)例的分析后，再遷移到火車轉(zhuǎn)彎問題，學(xué)生才能夠順其自然的理解其中的原理和方法。在掌握研究方法的同時，對其恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)行安全教育，以此提高科學(xué)素養(yǎng)，學(xué)以致用。

2 教學(xué)設(shè)計

2.1 教學(xué)目標(biāo)

a、知識與技能

(1)能用牛頓第二定律分析生活中的圓周運(yùn)動的向心力，逐步熟悉其應(yīng)用方法。

(2)能計算汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時的向心力，計算汽車轉(zhuǎn)彎的安全速度；定性分析火車軌道外軌高于內(nèi)軌的原因。

b、過程與方法

通過對汽車和火車轉(zhuǎn)彎的分析，學(xué)習(xí)運(yùn)用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動的一般方法。

c、情感態(tài)度與價值觀

(1)通過對圓周運(yùn)動的實(shí)例分析，讓學(xué)生養(yǎng)成將物理知識應(yīng)用于生活與生產(chǎn)實(shí)踐的意識。

(2)通過對汽車、火車轉(zhuǎn)彎的分析，討論影響交通工具行駛速度的因素，體會物理學(xué)對經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的貢獻(xiàn)。

(3)了解交通安全知識，在日常生活中自覺遵守交通法規(guī)。

2.2 教學(xué)重點(diǎn)

圓周運(yùn)動動力學(xué)問題的分析方法。

2.3教學(xué)難點(diǎn)

實(shí)際問題的模型化處理。

2.4教學(xué)過程

(一)引入：轉(zhuǎn)彎時發(fā)生側(cè)翻事故的汽車

引導(dǎo)學(xué)生思考：發(fā)生事故的原因。

(二)水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎的汽車

做圓周運(yùn)動的條件?向心力的來源?討論究竟是靜摩擦力還是滑動摩擦力?

教學(xué)目的：逐步讓學(xué)生明白：

1 汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，向心力來自于側(cè)向的靜摩擦力。

2 只要是依靠靜摩擦力來轉(zhuǎn)彎，就有側(cè)向滑動的危險。因此，轉(zhuǎn)彎時應(yīng)低速行駛。

(三)傾斜面內(nèi)水平轉(zhuǎn)彎的汽車

通過觀看視頻和圖片，引導(dǎo)學(xué)生分析和思考下列問題：

1 汽車轉(zhuǎn)彎時，所經(jīng)過的路面有什么特點(diǎn)?

2 向心力由誰來提供?朝哪個方向?該怎樣表示?

3 討論車速度過大、過小會出現(xiàn)什么問題?怎樣保證安全?為什么汽車在高速公路轉(zhuǎn)彎時要限速?

教學(xué)目的：讓學(xué)生了解汽車在轉(zhuǎn)彎時如果路面傾斜，可以提高安全程度，比路面水平有更高的可靠性；但速度大了，汽車仍然有側(cè)向滑動的可能性，所以轉(zhuǎn)彎時仍然要減速慢行，確保安全。

(四)火車轉(zhuǎn)彎

圖片展示：火車車輪、鐵軌的“工”字形結(jié)構(gòu)展示

1、問題引入：如果內(nèi)外軌道一樣高，向心力由什么提供?如果這個力不夠，可以采取什么方式?對火車行駛的速度有沒有要求?

2、推導(dǎo)出速度表達(dá)式

作圖考慮表示什么意思?與哪些因素有關(guān)?

3、討論車速度過大、過小會怎樣?在山區(qū)修建鐵路時有些什么樣的建議?

教學(xué)目的：通過探討讓學(xué)生掌握向心力只由輪緣與軌道間的相互擠壓產(chǎn)生的彈力來提供時，容易發(fā)生事故。類比汽車轉(zhuǎn)彎，鐵軌在轉(zhuǎn)彎處也設(shè)計成“內(nèi)低外高”，由重力和支持力的合力提供向心力，為了保證安全，不能過快，也不能過慢。

(五)課堂總結(jié)

1 分析圓周運(yùn)動的方法

(1)把實(shí)際的問題進(jìn)行模型化處理。

(2)分析物體受到的力，確定由什么力來提供向心力。

(3)選擇合適的物理量來表示向心加速度，寫出所需要的向心力的表達(dá)式。

(4)由提供的向心力與所需要的向心力相等求出相關(guān)的物理量，還可以討論不相等時可能出現(xiàn)的情況。

2 交通安全教育

(六)作業(yè)布置：

作業(yè)一：調(diào)查高速公路彎道處路面的傾斜情況，分析其合理性。

作業(yè)二：了解本市輕軌建設(shè)情況，分析建設(shè)過程中應(yīng)該注意的問題。

3小結(jié)

在上述教學(xué)過程中，以問題為引導(dǎo)，結(jié)合多媒體，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，逐步展開，降低學(xué)生理解難度，作業(yè)設(shè)置體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，不僅在知識和方法上要讓學(xué)生有收獲，還注重貫穿新課程提倡的STS教育、安全教育，以此提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

(欄目編輯 李富強(qiáng))