新課改背景下《生活中的圓周運動》教學探討

摘要：生活中的圓周運動與生產生活緊密聯系，是新課程背景下滲透STS教育的一個突破口，以此實現三維目標的達成。

關鍵詞：生活；圓周運動；教學

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

1 教材教法、學情分析

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

教材在呈現本節內容時，首先討論火車轉彎的問題，但是，學生對火車車輪和鐵軌都很陌生，給學生設置了一個障礙。此外，學生還不熟悉處理圓周運功問題的方法，很難理解鐵軌“內低外高”的真正目的，如果深入分析，又與“生活”背道而馳。因此在教學設計中需對教材進行二次處理，通過視頻引入和課堂討論的方式，先引導學生分析生活中最為常見的汽車在水平面轉彎問題，然后設置臺階，分析靜摩擦力不足以提供向心力時，路面為什么設計成“內低外高”．通過對兩個實例的分析后，再遷移到火車轉彎問題，學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，對其恰當的進行安全教育，以此提高科學素養，學以致用。

2 教學設計

2.1 教學目標

a、知識與技能

(1)能用牛頓第二定律分析生活中的圓周運動的向心力，逐步熟悉其應用方法。

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

b、過程與方法

通過對汽車和火車轉彎的分析，學習運用牛頓第二定律分析圓周運動的一般方法。

c、情感態度與價值觀

(1)通過對圓周運動的實例分析，讓學生養成將物理知識應用于生活與生產實踐的意識。

(2)通過對汽車、火車轉彎的分析，討論影響交通工具行駛速度的因素，體會物理學對經濟、社會發展的貢獻。

(3)了解交通安全知識，在日常生活中自覺遵守交通法規。

2.2 教學重點

圓周運動動力學問題的分析方法。

2.3教學難點

實際問題的模型化處理。

2.4教學過程

(一)引入：轉彎時發生側翻事故的汽車

引導學生思考：發生事故的原因。

(二)水平面內轉彎的汽車

做圓周運動的條件?向心力的來源?討論究竟是靜摩擦力還是滑動摩擦力?

教學目的：逐步讓學生明白：

1 汽車在水平路面上轉彎時，向心力來自于側向的靜摩擦力。

2 只要是依靠靜摩擦力來轉彎，就有側向滑動的危險。因此，轉彎時應低速行駛。

(三)傾斜面內水平轉彎的汽車

通過觀看視頻和圖片，引導學生分析和思考下列問題：

1 汽車轉彎時，所經過的路面有什么特點?

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、過小會出現什么問題?怎樣保證安全?為什么汽車在高速公路轉彎時要限速?

教學目的：讓學生了解汽車在轉彎時如果路面傾斜，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，汽車仍然有側向滑動的可能性，所以轉彎時仍然要減速慢行，確保安全。

(四)火車轉彎

圖片展示：火車車輪、鐵軌的“工”字形結構展示

1、問題引入：如果內外軌道一樣高，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、推導出速度表達式

作圖考慮表示什么意思?與哪些因素有關?

3、討論車速度過大、過小會怎樣?在山區修建鐵路時有些什么樣的建議?

教學目的：通過探討讓學生掌握向心力只由輪緣與軌道間的相互擠壓產生的彈力來提供時，容易發生事故。類比汽車轉彎，鐵軌在轉彎處也設計成“內低外高”，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

1 分析圓周運動的方法

(1)把實際的問題進行模型化處理。

(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式。

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

2 交通安全教育

(六)作業布置：

作業一：調查高速公路彎道處路面的傾斜情況，分析其合理性。

作業二：了解本市輕軌建設情況，分析建設過程中應該注意的問題。

3小結

在上述教學過程中，以問題為引導，結合多媒體，增加學生的感性認識，逐步展開，降低學生理解難度，作業設置體現“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，以此提高學生的科學素養。

(欄目編輯 李富強)