高中物理必修二教案 88页

742017物理必修二教案74747474屈志刚东汽八一中学2017/2/21\n74曲线运动教学设计思路：本节为本章的起始内容，是以后学习抛体运动、圆周运动的基础，是学好以后知识的基本保证.本节课学生首先通过举例、观察图片，分析物体运动特点，猜想曲线运动的方向，然后通过实验验证猜想，教师根据学生的实际情况，渗透物理思想的教育，从理论上分析出曲线运动的方向.关于物体做直线运动和曲线运动的条件，首先让学生猜想，然后通过实验进行验证，依据牛顿运动定律中力和运动的关系，得出物体做曲线运动的条件.教师引导学生深入探讨物体做曲线运动的一般规律，为以后的教学做好铺垫.学习任务分析：《普通高中新课程物理学科教学指导意见和模块学习要求》对“曲线运动”一节的要求是：知道曲线运动速度的方向，知道物体做曲线运动的条件，能够举例说明生活中遇到的曲线运动.1.教学重点：曲线运动的速度方向、物体做曲线运动的条件.2.教学难点：物体做曲线运动的条件，曲线运动的普遍规律.学习者分析：学生初次接触曲线运动的知识，对未知领域充满好奇.教学目标：一、知识与技能1.知道什么是曲线运动，知道物体做曲线运动时的瞬时速度方向；知道曲线运动是变速运动.2.理解物体做曲线运动的条件，并能分析一些曲线运动的简单实例.3.知道物体做曲线运动的一般规律.二、过程与方法1.通过大量实例，使学生体会并归纳曲线运动的共同点：物体运动的轨迹是曲线.2.在实验探究过程中组织学生总结出曲线运动的速度方向.3.通过实验探究，分析并总结归纳物体做曲线运动的条件.三、情感、态度与价值观1.体会当所取变量范围足够小时，变和不变的统一性、曲和直的统一性，渗透辩证唯物主义世界观教育.2.通过探究的过程，让学生体会得出结论的科学方法：归纳法.3.在探究过程中，注意渗透科学态度教育.教学准备：1.视频资料(1)常见的曲线运动(飞机飞行表演；F1赛车转弯；赛摩托车转弯；速滑转弯；香蕉球等).(2)曲线运动中速度的方向(砂轮与金属接触时火星的方向；雨滴从伞边飞出)2.实验(1)研究曲线运动的速度方向：教材中的实验(小铁球，挡板，白纸，印泥).(2)研究曲线运动的条件：课本实验(磁铁、钢珠，白纸、印泥)^教学过程\n74过程教师活动学生活动［引入］（出示照片）喷泉射出的水柱在空中回出一道道美丽M弧线，令人赏心悦目，这种美丽的曲线运动你还见U哪些？请举例.可：这些曲线运动的共同特征是什么？列举实例.可见曲线运动也是一种常见的运动，从今天开始我们来研究曲线运动的规律.答：运动的轨迹是曲线.曲线运速度是描述物体运动重要的物理量.问：你知道物体可能会有学生回答：是轨迹［动的速故曲线运动时在不同位置的速度方向吗?在这一点的切线方向.度方1可我们设计了一个实验，研究曲线运动的速度方向./介实验装置和实验过程.指导学生进行实验探究（教材第2页）.可：通过实验探究，你得出了什么结论？学生动手做实验，并展示实验成果.结论：物体做曲线运动时，在某一位置的速度方向就是曲线在这一点的切线方向.可引导学生举例说明：雨伞可：生活中还有哪些现象也能证明这一点？转动过程中甩出的水滴，雨天自行车甩泥点，赛车转弯时冲出跑道，火车转弯时脱轨，运动员掷铁饼、扔铅球可：以上种种现象都证明了这一结论.同学们想过为尺K十么会是这样吗？可：从运动轨迹看，直线与曲线有何区别和联系？等.答：当曲线足够短时，曲线变成直线.向：直线运动与曲线运动的速度方向后何联系？答：曲线运动的瞬时速度与直线运动的瞬时速度的意义在本质上是相同的.可：从曲线运动的速度方向的特点来看，曲线运动的下T・人上小二甲Px坯正士今乃.四生质是什么？为速度的方1可会发生变化.可：据牛顿运动定律，物体的速度发生变化，意味着十么？可：这又意味着什么？答：运动状态发生变化.答：产生加速度，物体所受\n7474猜想：做曲线运动的物体所受合外力有什么特点?演示实验：磁铁小球实验.还能举出哪些实例？合外力不为零.答：速度方向与物体的运动方向不在同一直线上.曲线运卜的条件教师在黑板上画出抛体运动的受力方向和速度方向，便于学生分析得出结论.以上实例均说明物体做曲线运动的条件是：物体所受合外力与它的速度方向不在同一直线上.问：合力的指向与轨迹、速度之间还有哪些关系？分析一些实例，要求学生找到使物体做曲线运动的合力.小结后反引导学生说出曲线运动的一般规律：合力一定指向轨迹的凹侧.若能分析出：当合力与速度夹角小于90°时，物体做加速曲线运动；当合力与速度夹角大于90°时，物体做减速曲线运动，则更佳.本节知识小结：1.曲线运动的速度方向.2.物体曲线运动的条件.3.曲线运动的普遍规律./理思想小结：体会变与不变、曲线与直线的统一思想，极限思想.教学流程图:\n74现察现象引入新谋JL教师视独展示1(学生举例分析特点］学生探究曲线运动的速度方向<^=教师指导n理性分析直绕与盹线的关系卜二^观察谍件教师点明物理思想(口曲线运动中合力与速度方向的关系U二物体做曲线运劭的条件卜m演示实通11］分析曲桀运市的一般迎律上二二［敬师弓।导,II、~课堂小结运动的合成与分解教学设计思路：本节是继“力的合成与分解”后第二次讲解矢量的合成与分解.在此之前，学生已有利用平行四边形定则或三角形法则进行矢量合成与分解的概念.但是学生的理解仅仅限于对力的合成与分解，并没有形成对所有矢量的合成与分解都运用平行四边形定则的意识.本节教学试图利用学生已有的基本概念去解释现实生活中的实例，再将生活经验总结为理论.这种方式，一方面可以激活学生已有的知识，让他们体会学以致用；另一方面，可以通过讨论、分析锻炼学生的理性思维能力.学习任务分析：1.激活旧知识，例如平行四边形定则和三角形定则以及相应的几何知识.2.引导学生注意观察生活中的实例，启发他们利用已有知识解决具体问题.3.对学生们的讨论和分析加以点拨，使之升华为新的模型和理论.4.有意识地培养学生的观察能力、图形表达能力、文字表达能力、语言表达能力和理性思维分析能力.学习者分析：受教育者是高中一年级的学生.他们第一次学习运动的合成和分解，已经有了一些矢量合成与分解的理论基础，但是对这些理论的理解并不深刻，只是局限于对力的合成与分解.他们并没有意识到利用这些理论去解释生活中的具体现象.本节抓住生活中的一个实例一一小船过河，重点展开分析和讨论.不断激活学生已有的物理知识和数学知识，通过鼓励、点拨使他们体会到学以致用的乐趣，同时加深他们对平行四边形定则和三角形定则的理解，为以后的课程如电场强度E的合成与分解、磁感应强度B的合成与分解等等打下良好的基础.\n74教学目标：1.知识与技能(1)了解运动的合成与分解.(2)理解平行四边形定则和三角形定则在运动的合成与分解中的运用.(3)理解运用运动的合成与分解理论对实际问题一一小船过河模型的分析.2.过程与方法(1)学生在针对小船过河问题的讨论中加深对平行四边形定则和三角形定则的理解.(2)学生分析实验现象并从中得出规律.3.情感态度与价值观(1)通过学生对身边事物的深入讨论、辨析，激发他们对生活的热爱.(2)学生体验自主探索物理规律的艰辛和喜悦.(3)学生通过交流，提高协作意识.教学过程：教师活动学生活动1点评］引入新课物体的运动往往是比较复杂的，这些复杂的运动，常常可以看成由几个简单的运动组成，通过研观看演示实验并思考.通过这究简单的运动达到研究复杂运动的目的.个演示实通过演示实验和联系船渡河实际，给出合运验,首先培动、分运动的概念.养学生的观把注满水的乒乓球用细绳系住，另一端固定在察能力，其B钉上，乒乓球静止在A点，画出线段BB'且使AB=BB'(方向任意)，用光滑棒在B点次培养学生将观察到的现象在纸上附近的一点从左1可右沿BB方向匀速推动吊绳AB,提示学生观察乒乓球实际运动的轨迹沿AB'用图形表达方向，帮助学生分析这是乒乓球同时参与了AB出来的能方向和BB'方向的匀速直线运动的结果，叫这两力，再次，个分运动的速度都等于棒的推动速度.小球沿竖直学生讨论后回答问题.启发学生运方向及沿BB'方向的运动都是分运动；沿AB'用已有的数方向的运动是合运动.分析表明合运动的位移与分学和物理知运动的位移遵守平行四边形定则.E《I■识进行讨论和表达.)k在讨论中，学生会有各自的直觉、假设、观点.有些正确有些错误.让学生在讨论、辩论中澄清事实.\n74讲授新课一、运动的合成与分解质点运动中最简单的运动为匀速直线运动和初速度为零的匀变速直线运动.一切复杂的运动可视为几个简单运动的合运动.一个物体同时参与两个（或更多的）运动，这些运动如果都具有独立性，即其中一个运动并/、因为有另一个运动的存在而有所改变，合运动就是这些互相独立的运动的叠加，这就是运动的独立性原理或运动的叠加原理.因此，各分运动与合运动具有等时性.运动的合成和分解是运动学的重要研究方法，根据独立性原理，在研究一个复杂运动的规律时，我们可以将它先分解为几个基本运动一一即几个分运动来讨论，然后再叠加成原来的运动.1.第一次接受独立性和等时性原理.从理论高度看待复杂的运动.2.接受理论的同时，反思自己刚才陈述的观点的正误.船渡河问题：可以看做由两个运动组成.假如河水不流动而船在静水中沿AB方向行驶，经一段时间从A运动到B，假如船的发动机没启开动，而河水流动，那么船经过相同的一段时间将从A运动到A',如果船在流动的河水中开动，同时参与上述两个运动，经相同时间将从A点运动到B'点.从A到B'的运动就是上述两个分运动的合运动.作图.用铅笔和刻度尺在笔记本上-—-ri'二,仕思：船头指向为发动机产生的船速方向，指分速度；船的合运动的速度方向不f是船头的指向.这里的分运动、合运动都是相对地球而言，不必引入相对速度概念，避免使问题复杂化.二、引导学生概括、总结运动的合成、分解法则一一平行四边形定则.①用分运动的位移、速度、加速度求合运动的位移、速度、加速度等叫运动的合成.反之由合运动求分运动的位移、速度、加速度等叫运动的分解.②运动的合成与分解遵守矢量运算法则，即平行四边形定则.例如：船的合位移s合是两个分位\n7474移&和S2的矢量和；又例如飞机斜向上起飞时,在水平方向及竖直方向的分速度分别为V1=vcos0,v2=vsin0,其中，v是飞机的起飞速度.如图所示.用分运动的性质判断合运动的性质及轨迹.①两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动.提问学生为什么？（v合为恒量）②提出问题：船渡河时如果在AB方向的分运动是匀加速运动，水仍然匀速流动，船的合运动轨迹还是直线吗？学生思考后回答并提示学生用曲线运动的条件来判断，然后引导学生综合概括出判断方法：首先将两个分运动的初始运动量及外力进行合成，然后可用合运动的初速度及合运动所受的合外力的方向关系进行判断.由合成结果可知，船的合速度v合与合外力F不在同一直线上，船一定做曲线运动.关于船渡河问题的讨论问题的提出：河宽H,船速为v船，水流速度为v水，船速v船与河岸的夹角为。，如图所示.①求渡河所用的时间，并讨论。等于多少时渡河时间最短.②怎样渡河，船的合位移最小？分析：用船在静水中的分运动讨论渡河时间比较方便，根据运动的独立性，渡河时间----分析可知g=90巩固知识，让学生思考回答：两个不在同一直线上初速度都为零的匀加速直线运动的合运动是什么运动？关于速度的说明：在应用船速这个概念时，应注意区别船速v航及船的合运动速度v合.前者是发动机产生的分速度，后者是合速度，由于不\n74引入相对速所用时间最短•度概念，上述两种速度容易相混.课堂小结1.曲线运动的条件是F合与v不在同一直线上，曲线运动的速度方向为曲线的切线方向.2.复杂运动可以分解成简单的运动分别来研究，由分运动求合运动叫运动的合成，反之叫运动的分解，运动的合成与分解，遵守平行四边形定则.3.引用曲线运动的条件及运动的合成与分解的知识可以判断合运动的性质及合运动的轨迹.作业(1)完成课后习题.(2)思考：欲使小船以速度vo匀速靠岸，则拉绳的速度v=?7474教学流程图:引入谟题演示实苑7474说明：“运动的独立性”在教科书中已不强调，本教学设计中把它纳入教学内容，须慎重处理。图片资源：(制作PPTT\n7474.小船过河模型之三种情况：最短时间过河最短距离过河I《V胞番最显巨离过河口\n74平抛运动教学设计思路：1.依据学生已有知识和经验，建立平抛运动的情景，以情景激发学生兴趣，引导学生探究.2.通过复习匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的规律，结合运动的合成与分解的知识，使学生主动探究，认识并理解平抛运动的规律.3.通过多手段教学如实验、媒体等，呈现多信息，吸引学生投入课堂.4.对学生的学习过程进行正面、积极的评价，让学生体会到成功感，激发学生潜能.学习任务分析：1.建立平抛运动的概念，理解对平抛运动进行分解的研究思想.2.在分解平抛运动之后，学生依据实验，再结合直线运动的规律，探究平抛运动的规律.在自己探究而得到的结果的过程中，必然要加深对平抛运动的理解.3.在探究的过程中，学生要体验合作、学习合作.4.在学习完平抛运动之后，学生设计验证平抛运动规律的小实验.学习者分析：1.生活经验：全体学生对平抛运动有一定的认识，较多的学生能自己举出生活中的例子.2.知识基础：矢量的合成一一平行四边形定则；运动的合成与分解；直线运动的规律.利用这些基础，多数学生在教师的指导下能理解平抛运动的规律.3.探究能力：学生具有初步的探究的意识和能力，有分析自由落体运动频闪照片的基础.教学目标：一、知识与技能1.通过实际例子，学生能得出平抛运动的概念，理解其条件和运动性质，理解平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度为g.2.通过演示实验和探究分析，学生理解平抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动.3.通过规律的应用，学生掌握平抛运动的分解方法，并能用平抛运动规律解答相关问题.二、过程与方法1.通过学生小实验，激发学生的学习兴趣.2.通过观察演示实验，培养学生的观察、分析能力.学生归纳出平抛运动的特点.3.通过分析“平抛物体的闪光照片”和“平抛运动录像片”，学生体验科学探究的过程和成功.4.通过分解平抛运动，学生体验物理学中“化曲为直、化繁为简”的思想.三、情感态度与价值观1.通过平抛运动的实例分析和学生实验，学生体验物理与生活的紧密联系，增强学习物理的动力.2.通过对实验的分析和探究，学生体验科学研究的过程的喜悦.3.在分析研究的过程中，师生互动、生生交流，体验合作的成功.重点、难点分析：1.重点：平抛运动的概念和规律以及规律的应用.2.难点：对平抛运动的两个分运动的理解.教学准备：1.教材第10页图1-3-5"比较平抛运动和自由落体运动”的实验装置，及其Flash课件.\n741.教材第10页图1-3-3“平抛运动和自由落体运动的频闪照片”.2.教材第13页图1-3-12"研究平抛物体的运动示意图”所示的实验装置.3.小实验视频：打靶时子弹的轨迹.4.玩具水枪.教学过程：教师活动学生活动设计目的引入新课介绍小实验：在桌面上放置一水平轨道，放置一目标物体（轨道止前、正下方），要求从轨道推出的物体能击中桌面目标.要求学生观察小球离开轨道后的运动轨迹.提出问题：怎么才能准确地击中目标？引出课题：研究平抛物体的运动.学生代表到讲台动手实验；其他同学观察、分析.估计学生回答：需要不断调整才能击中目标.学生讨论后回答问题.可能回答：改变推出速度，改变轨道图度.激发兴趣，吸引学生投入课堂，鼓励学生参与.为处理实际问题埋卜伏笔.讲授新课（一）平抛物体的概念【第一步】教师利用“玩具水枪”水平射击.提问：初速度的方向有什么特点？离开轨道后物体的受力情况怎么样？物体为什么做曲线运动？【第二步】教师介绍：像这样的运动就叫做平抛运动.请同学们思考其运动的条件和特点是什么？【第三步】教师协助学生总结出平抛运动的概念.教师板书：平抛运动的概念.提问：能否举出生活中的实例？【第四步】教师提问：平抛运动的性质是什么？教师板书：平抛运动是匀加速曲线运动.学生认真观看实验，思考法回答问题.学生讨论后回答：初速度水平，只受重力作用.学生用自己的话对平抛运动下定义.学生举例.相互评价.学生从受力分析入手分析加速度情况，从而得出运动性质.激发兴趣.复习牛顿第二定律以及做曲线运动的条件.注意物理与生活的联系.\n7474过渡语：明确了平抛的概念和运动性质之后，请同学们思考：做平抛运动的物体在落地时的方向是斜向下的，既有水平方向的趋势又有竖直向下的趋势.根据前面学过的知识：一个运动可以分解为两个独立的运动.那么，你准备将平抛运动分解为哪两个方向上的独立的运动呢？肯定学生的回答.追问：水平方向是什么运动呢？竖直方向又是什么运动呢？边听边回忆相关知识.给出思考方向，学生自主提出分解办法.学生回答：水平方向和竖直方向.7474（二）理论分析与实验探究平抛运动的分解【第五步】演示实验学生猜测.教师介绍：A、C球从静止开始同时释放，轨道高度相同，它们同时离开下滑轨道，C球在光滑水平轨道运动，可看做是匀速直线运动.A球做平抛运动.7474发挥演示实验的作用.学生回答：说明A、Ci球在水平方向的运动是同步的.学生回答：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.学生观察实验并说出实验现象：A球总是撞在C球上.【第六步】提问：根据实验现象，你能得出什么结论？教师继续引导.教师板书：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.教师继续追问：从动力学角度分析，为什么水平方向是匀速直线运动？问题设计步步深入，环环相扣，最终透教师板书：水平方向不受力，保持\n74匀速直线运动.\n74过现象认清其本质学生讨论，找出原因：物体只受重力作用，水平方向不受力.【第七步】演示实验教师介绍：用平抛竖落仪演示做平抛运动的小球A和做自由落体运动的小球B同时落地.操作：在高度一定的条件下，先后使平抛小球以大小不同的水平速度抛出（小锤打击的力度不同）.7474学生回答：说明A、B两球在竖直方向的运动是同步的.学生回答：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.学生回答：竖直方向只受重力，初速为零，做自由落体运动.学生观察实验，说出实验现象：无论以多大的力打击金属片，A、B两个小球总是同时落地.教师同时用课件演示以上实验.【第八步】提问：根据实验现象，你能得出什么结论？教师继续引导.教师板书：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.教师继续追问：从动力学角度分析，为什么竖直分运动是自由落体运动？教师板书：竖直方向只受重力，初速为零，做自由落体运动.教师演示实验（或者播放实验视频）：子弹打靶轨迹.【第八步】分析“平抛运动和自由落体运动的频闪照片”.7474学生先猜测、后观察、再分析.利用多媒体课件把实验过程演示一遍,通过慢镜头让学生把\n74实验现象观察清楚.学生观察照片，并利用刻度采集相关数据.学生分析提取出的数据.学生在频闪照片上建立直角坐标系.74教师引导：分析学生可能提取出的，据.引导学生建立直角坐标系.过渡语：通过以上的分析和实验，我们可以把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.我们就分别从两个方向来分析平抛运动的规律.（三）平抛运动的规律【第九步】实验探究教师介绍教材第12页图1-3-12"研究平抛物体的运动示意图”所示的实验装置，并演示实验.教师出示课前做好的实验记录.（学生利用实验课做实验）【第十步】：画好坐标系以及矢量的平行四边形.教师引导学生再次使用“频闪照片”：教师明确：以抛出点为坐标原点，沿初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向.【第十一步】引导学生从两个方向分析运动的规律.（图略）教师依据学生回答情况，适当及时学生观察实验装置，观察实验.学生描点、连线、画出小球通过某位置的速度方向、位移方向.学生分解速度和位移.学生回答：在水平方向，物体的位移（又叫射程）和速度分别为在竖直方向，考虑到匀变速直线运动公式及重力加速度既能增强学习兴趣，又能巩固、强化重点知识.不限定学生的思路，使学生思维充分发散.\n74引导.g,物体的位移和速度分别为为学生实验做铺垫.=萍（4）学生合成：由（2）、（4）两式可以求得任一时刻物体的分速度，则任一时刻物体实际速度vt的大小为匕=〃十年vt的方向可以用vt与x轴正方向的夹角0表不为%或tsulg=——7474【第十二步】引导学生分析平抛运动的合速度规律.学生讨论，说明理由，得出结论.规范学生的学习行为和分析行为.观看Flash动画演示.【第十三步】练习与反馈例题讲解例题1：一轰炸机沿水平方向做匀速直线运动，从飞机上每隔一秒钟释放一颗炸弹，则下列说法正确的是：（）1.炸弹在空中排成竖直的直线2.两炸弹间的距离随时间的增加而增大3.各炸弹落地的时间间隔相等4.炸弹落地（地面水平）时形成充分相信学生有这种能力，教师只需稍加引导，不要过多讲解，要充分调动学生学习的积极性，让学生获得解决问题的乐趣.学生代表来做.小结由学生进行.\n74的弹坑是等间距的例题2:教材第12页第1题.Flash游戏：请你来当飞行员，打击在海囿上空飞行的敌机.【第十四步】小结教师点评学生的小结.【第十五步】布置作业作业：教材第12页“练习与评价”第2、3题.思考题：根据Flash游戏编・道题.再次强化时重点知识的理解.增强学习兴趣，为深入理解平抛运动做铺垫.教学流程图:\n74圆周运动教学设计思路：圆周运动是生活中一种常见的运动，对此学生并不陌生，但是缺乏系统的理论知识，因此本节课紧紧围绕学生的生活，从生活中发现问题，从生活中找到解决问题的方法，再上升到理论的高度，总结出物理概念，进而解决问题.学习任务分析：本章研究曲线运动，通过前面的学习，学生已经了解了曲线运动的基本知识，接触了一种典型的曲线运动一一平抛运动.本节课介绍圆周运动，以及如何描述匀速圆周运动的快慢.在后面几节中将研究圆周运动的动力学原因，下一章将研究万有引力定律，同样也是以圆周运动为基础的.因此本节无论在知识上还是学生的认知上都将起到承前启后的作用.学习者分析：学生已经适应高中阶段的物理学习，掌握了一定的物理学习方法，在生活中能够发现问题，并能够运用一定的方法加以解决，通过对一些物理量的研究，学生也了解了认识物理量的步骤，所以学生在教师的引导下可以巩固研究物理的方法，同时解决生活中的问题.教学目标：一、知识与技能1.了解匀速圆周运动的概念并知道匀速圆周运动是变速运动.2.理解什么是线速度、角速度和周期及三者之间的关系.3.通过圆周运动的视频，培养学生观察、分析、解决问题的能力.二、过程与方法1.通过对线速度概念的学习，了解物理学中“对比”的方法.2.通过抽象出匀速圆周运动的概念，认识模型在物理学发展中的作用.3.通过模型的建立，渗透“抓住主要因素、忽略次要因素”的方法论.三、情感、态度与价值观通过研究圆周运动，使学生领略自然界的奇妙与和谐，体验探索自然规律的艰辛和喜悦.教学准备：1.摩天轮图片；地球绕太阳公转的图片；“嫦娥一号”绕月的仿真模拟演示；表针针尖做匀速圆周运动视频.2.两物体做圆周运动，比较运动快慢的课件.3.发动机图片.教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图bik［视频］1.摩天轮的运动2.地球绕着太阳转动.3.“嫦娥L号”绕月的仿观察、找出每个运动的圆心，总结出几个运动轨迹都从生活现象引入，贴近生活，体现物理学科特点，引发学生思\n7474真模拟演示.4.表针针尖做匀速圆周运动.［提问］以上几个物体（摩天轮上的人、扇页上任意一点、嫦蛾一号、表针针尖）的运动轨迹有什么特点？［总结］我们把物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动.［举例］请同学们想想生活中还有哪些圆周运动?［提问］表针针尖在相等的时间里通过的圆弧长度相等吗？［总结］质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫匀速圆周运动.那么我们该怎样描述匀速圆周运动的快慢呢？［课件］两个物体做圆周运动，半径不同，相等的时间内第一个物体做大半径的圆周运动转一圈，第二个物体做小半径的圆周运动的转两圈，但通过的弧长明显比第一个物体短.一、线速度1.物理意义：描述匀速圆周运动快慢的物理量.2.概念：做圆周运动的物体通过的弧长与通过该弧长所用时间的比值.用v表示.V=3.表达式：土4.单位：米每秒（m/s）是圆周.考，激发学习热情.举出身边圆周运动的实例.分析得出在相等的时间里通过的圆弧长度相等.总结归纳得出概念.学生猜想：线速度，周期.观察、讨论、总结哪个物体运动得快.初步引出线速度、角速度、周期、转速等概念.分析得出.比照匀速直线运动的速度表达式，得出线速度概念.观察实验，归纳出线速度的方向是圆周上该点的切线方向.引导学生列举大体做圆周运动的实例，为学习万有引力定律做准备.通过举例，从实践到理论再回到实践中来.告诉学生我们要研究的问题就在平时的生活中，启发大家注意观察生活，热爱生活.通过实例抽象出“匀速圆周运动”这个物理模型.用一个从不同角度研究会得到不同答案的题目设计矛盾，引发学生的争议，在争论的过程中教师引导学生完成自主学习.通过问题引出线速度的概念、物理意义、表达式、单位等等.巩固认识一个新物理量的几个步骤.通过总结概念，培养学生应用“对比法”解决问题的能\n74［演示］砂轮打磨工件，线速度的方向？5.矢量［讨论］匀速圆周运动的线速度是不变的吗？［结论］匀速圆周运动是个变速运动.线速度大小小笠，方向时刻改变.二、角速度1.物理意义：描述匀速圆周运动快慢的物理量.2.概念：连接做匀速圆周运动的物体与圆心的半径转过的角度。跟所用时间t的比值叫做角速度.用B表示.3.表达式：由1.八4.单位：弧度每秒(rad/s)［图片］地球绕太阳公转的角速度.讨论、明确匀速圆周运动中“匀速”的含义.讨论、归纳完成.观察、理解.力.深刻理解“匀速”指速度人小/、艾，方向时刻改变.通过观察实验，解决问题，渗透解决问题的方法.了解什么时候用角速度来描述匀速圆周运动的快慢.三、周期1.物理意义：描述圆周运动快慢的物理量.2.概念：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫周期.用T表示.3.单位：秒(s).［视频］新闻联播中报道哈雷彗星的周期为76年.提问：地球公转周期是多少年？哪个星体运动得快？分析、归纳.地球运动得快.问题来源于生活，问题的解决也来源于生活.四、转速1.物理意义：描述匀速圆周运动快慢的物理量.在描述电机转动快慢时，为了方便，我们通常使用转谏I文个概念.体会学习一个新概念的几个步骤.\n742.概念：物体在单位时间内所转过的圈数，用n表示.3.单位：转每秒（r/s）,转每分（r/min）.［图片］发动机转速的标识.过渡：既然这些物理量都可以描述匀速圆周运动的快慢，那"它们之间存在什么关系呢？通过实例引发思考，了解物理在生活中的应用.五、关系练习：设质点沿半径为r的计算得出•加深对几个概念的理解并应用解决问题，同时得出新的知识.利用所学知识解释生活中的现象，激发学习兴趣.圆周做匀速圆周运动，它在一个周期T内转过的弧长为2兀r,转过的角度为2兀，求线速度是多少？角速度是多少？线速度与角速度后什么关系？2V=T\®-总结归纳，=>v=取练习：讨论教材第22页“讨论交流’.今天我们会描述一个圆周如，但生活中有很多复杂的运动，我们该怎样描述呢？比如车辆的运动通常比较复杂，这样的曲线运动我们如何描述？阅读教材24页.我们可以用曲率半径和线速度来描述一般的曲线运动.r知识稍微拓展，了解学习圆周运动规律的意义.学生对本节课的学习在整体上进行思考.，吉小这节课你学到了什么？本节课我们学会了如何描述一个圆周运动，那么物体为什么会做这样的运动呢？卜节课我们将研究这个问题.教学流程图:\n74学习效果评价：教学反思：一、注重以问题为主线；通过物理情境的创设引导学生以哪个物体运动快为主要问题展开讨论，最后总结归纳，解决实际问题.二、注重以学生为主体；无论是问题情境的创设还是对问题的探究，都努力创造条件让学生参与，并努力增大参与面.三、充分体现了物理学科紧密联系生活的特点.从生活中发现问题，将生活实例理论化，解决生活问题.让学生举出生活中圆周运动的实例，可使学生充分动起来，找身边的圆周运动.最后又紧扣生活，用所学知识来解决生活中出现的问题，体现了物理学科的价值，激发学生研究兴趣.\n74圆周运动的向心力教学设计思路：一、教学理念本节课的教学设计力图实现“让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教学理念.在课堂教学中以问题为主线，倡导情景设置、生生交流，在自主、合作、探究的氛围中，引导学生自己提出问题，努力促使学生成为一个研究者、实践者、开拓者.二、教学方法改变学生的学习方式，努力引导学生进行自主探究式的学习.整个教学设计始终围绕问题，引导学生进行交流并逐步解决问题.课堂上更多的时间留给学生发表自己的见解并相互进行交流、讨论.转变学、教方式，努力体现学生的主体性，重视学生学习过程中思维的参与和实践体验.三、教学手段通过学生实际参与的体验圆周运动产生的条件的问题情景引导学生提出问题，激发学生的求知欲.通过探究影响向心力大小的因素的实验增加学生的参与深度，培养学生的科学探究精神.学习任务分析：一、通过上一节的学习，学生已经具备学习向心加速度和向心力的能力，通过本节课进一步提高学生对已有知识的理解能力和分析、解决问题的能力.二、学生通过亲自实践探究和实验探究，共同协作，揭示影响向心力大小的因素，同时让学生体验运用知识解决问题获得成功的喜悦，激发学生学习的兴趣.本节课中圆周运动的向心力是运动和力关系的深化和延伸，可以使学生进一步加深对力的概念的认识.教材的重点是对物体做圆周运动的条件和向心力的决定因素的探究.圆周运动是物体做曲线运动的特例.在本节课的教学中，引导学生由浅入深地从三个层次展开讨论.第一层次：在所设置的情景基础上，初步探讨得出物体做匀速圆周运动的条件一一要有向心力的作用.第二层次：认识向心加速度.第三层次：探究决定向心力大小的因素.通过上述三个层次的探究，学生对圆周运动向心力的认识就水到渠成了.教学重难点：教学重点：归纳总结物体做圆周运动的条件；归纳影响向心力大小的因素.教学难点：归纳总结物体做圆周运动的条件.学习者分析：学生在学习本节内容之前，已经掌握如何描述匀速圆周运动.同时，学生已经较扎实地掌握了动力学的分析方法，知道力是改变物体运动状态的原因，已经系统地学习过物体做曲线运动的条件的知识.学生已经完全具备了研究和学习圆周运动向心力的基本能力.教学目标：一、知识与技能1.通过对圆周运动实例的分析，归纳总结物体做圆周运动的条件，理解向心力的概念.V3a--2.理解加速度的概念，能利用公式H计算向心加速度的大小.开=3.归纳影响向心力大小的因素，理解公式H的确切含义.二、过程与方法\n741.通过对物体做圆周运动的条件的体验式研究，通过对物理现象的观察、分析和归纳，体会实验探究的方法.2.通过对向心力大小决定因素的研究，提高学生的科学探究能力，体会物理研究的重要方法一一实验方法.三、情感态度与价值观1.通过亲身的探究活动，学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣.2.培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中的作用和方法.3.培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，培养学生在实验中严谨、细致、耐心的态度.教学准备：结实的细线拴着一个小钢球，秒表，J2130向心力演示仪，质量不同的小球（钢球、木球），多媒体投影设备.教学过程：一、实验探究，引入新课学生分组实验用一根结实的细线拴着一个小钢球在较为光滑的桌面上做圆周运动.体验绳对手的拉力，并完成下列思考题：1.增大旋转速度，体验拉力大小的变化.2.增大旋转半径，体验拉力的变化.（用秒表计时控制转动速度不变）3.松手后，物体还能继续做圆周运动吗？结论：物体做圆周运动需要受到沿半径方向指向圆心的合力.思考：匀速圆周运动是曲线运动，速度方向时刻在变化，所以做匀速圆周运动的物体一定受到合外力作用，做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？猜想：有的同学根据刚才的探究实验，猜想进行受力分析，有的同学根据力的定义想到：力是改变物体运动状态的原因，进行受力分析.提出课题：§2.2圆周运动的向心力二、探索物体做圆周运动的条件在同学们猜想研究的基础上，大屏幕投影教材第26页图2-2-2,并提出下列思考题：1.对研究对象作出受力示意图，2.猜想合力的方向，检验完善自己的猜想.3.合力的方向应该指向哪里？在学生研究讨论的基础上，师生共同得出结论：大量事实说明，物体做圆周运动的条件是必须受到一个指向圆心的合外力，这个指向圆心的合外力就叫做向心力.思考：1.通过对图2-2-2中三个物体的受力分析，你认为向心力由那些力提供？2.你认为向心力是按力的性质命名的还是按力的作用效果命名的？在同学们思考、研究讨论的基础上，师生共同得出结论：向心力是根据力的作用效果命名的.它可以是一个力，可以是某个力的分力，也可以是几个力的合力.请学生列举生活中物体做匀速圆周运动向心力来源的实例.物理学史教育：牛顿对向心力与圆周运动的关系的认识.三、认识向心加速度（由教师直接给出向心加速度的表达式）1.方向：由牛顿第二定律得出，沿半径方向指向圆心./\n74a--1.大小：（直接给出）尺（详解参见教材第30页的“课外阅览”.）然后根据第一节的内容得出a的其他表达式.交流与思考：_61——从口=£必看，似乎a跟r成正比；从它看，似乎a跟成R反比.你能解答这个问题吗？四、由牛顿第二定律结合向心加速度的表达式，学生可以自己得出向心力的表达式.学生可以适当讨论，相互启发，完成几组常用表达式的书写.以上内容1课时.五、探究影响向心力大小的相关因素学生实验：用J2130向心力演示仪分组探究影响向心力大小的因素.教师先介绍向心力演示仪的结构、原理和使用方法，然后提出下列问题引起学生的思考：怎样研究一个物理量和诸多物理量的关系？启发学生运用控制变量法.学生实验：探究向心力与物体的质量、运动的半径和角速度的关系.请学生汇报自己的实验结果：1.用质量比为2:1的钢球和铝球，使他们的运动半径R和3均相同，观察露出的红白相间方格数比值为2:1,即两球所受向心力的比值也为2:1，因此F与m成正比.同理得出：2.当m、④相同时，半径比为2:1,向心力的比值也为2:1，因此F与R成正比.3.当m、R相同时，角速度比值为2:1,向心力的比值为4:1，因此F与32成正比在学生思考、研究讨论的基础上，师生共同得出结论：向心力的大小与物体的质量m、圆周半径R、转动角速度的平方32正比.2即：F=mRo六、实践应用完成教材第29页例题，体验圆周运动的应用.七、课堂小结引导学生进行课堂小结：1.本节你学到了哪些知识.2.本节你学到了哪些研究问题的方法.3.本节的学习，对你今后的学习、研究有什么启发.八、课后作业1.完成“练习与评价”的作业；2.实践体验：完成发展空间的实验室操作和课本29页的两个活动体验，并在作业本上写出感受.教学流程图：\n74学习效果评价教学设计后记：一、教学设计中的特色1.注重以学生体验探究为主线；通过物理情景的创设引导学生探究，让学生感受到物理源于生活.2.注重以学生为主体；无论是问题情景的创设还是对问题的探究，都努力创造条件让学生参与，并努力增大参与面与思维量.二、教学设计后的思考1.如何在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究？在课堂教学中，要鼓励学生发表自己的见解、提出自己的问题，进行问题的交流、合作和探究，这是新课标和新课程所反映的一个基本理念.但是，相对而言，探究有时是一个较长的过程，在有限的课堂时间内，学生实际的合作探究过程有时显得较长.本教学设计实际授课时间也并不宽裕.如何在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究？关键在于教师，教师必须在保证学生自主、合作探究的前提下做好引导.这也是在新的教学方式下对教师提出的更高要求，需要我们在实践中深入研究和探索.2.在对学生想法和问题的评价中，如何把握好“鼓励称赞”和“指出错误”的“度”？在本节课的教学设计和教学实践中，教师充分考虑了民主平台和和谐氛围的创设，对学生所提出的看法和想法，努力以“鼓励赞赏”为主的态度进行评价，充分保证了学生学习的积极性和主动性.\n74匀速圆周运动的实例分析教学设计思路：一、教学理念本节课的教学设计努力遵循教育部颁发的《普通高中物理课程标准》倡导的“促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教学理念.在课堂教学中以问题为主线，倡导情景设置、师生交流，在自主、合作、探究的氛围中，引导学生自己提出问题，努力促使学生成为一个研究者.二、教学方法1.改变教师一味讲授、学生被动接受的方式，努力引导学生进行自主探究式的学习.整个教学设计始终围绕各问题小组提出的问题，引导学生进行交流并逐步解决问题.课堂上减少教师滔滔不绝的画面，更多的时间留给学生发表自己的见解并相互进行交流、讨论.转变学、教方式，努力体现学生的主体性.师生互动活动设计：(1)教师利用多媒体课件展示物理情景，在分析时点拨关键之处.(2)学生通过自学、观察来讨论、分析实际问题与书本知识的联系，找出解决办法.2.为了在课堂教学中顺利地实现三维目标，必须首先创设问题情境，为问题教学创造良好的教学氛围，这样可以引起学生对教学内容的兴趣，激发学生的求知欲望，为完成课程目标打下基础，为教学活动的顺利开展创造条件.从本次公开课的导入部分所产生的效应，可以看出新课程理念下创设问题情境的重要性.(1)身边的课程资源是创设问题情境的源泉学生最熟悉的现象莫过于身边的物理现象，对身边的物理现象感兴趣，是学生的天性.因此，在物理教学过程中，应充分利用身边的课程资源，接近学生的经验，这样创设出来的问题情境才有亲切感，才会营造出良好的课堂氛围.一个小小的“水流星”实验能够引起学生强烈的共鸣就是很好的例证.(2)问题情境的创设要抓住如下几个要素①根据学校的实际情况选择课程资源由于各个学校的条件有所不同，所以在选择课程资源时应依据教材的要求，结合本校的实际情况进行取舍，灵活变通.②根据学生的实际情况整合课程资源由于学生的起点、能力等有所不同，教师应根据学生的实际情况，对现有的课程资源进行整合，创设符合学生实际、贴近学生生活的问题情境，这样才能充分调动学生的积极性，为探究活动找到一条最佳的入题“路径”.③问题情境应与“焦点问题”相配合焦点问题就是所研究的事物或对象的主要问题.确定了焦点问题就等于确定了探究活动的主攻方向，便于把注意力集中到被研究的问题上.因为问题情境是为“焦点问题”服务的，所以问题情境的创设不能与“焦点问题”相脱节，不能把问题做“花”做“难”，应讲究“针对性”和“实效性”.④问题情境应为“焦点问题”做铺垫问题情境的创设就是为了让教师更好地引导学生围绕焦点问题展开探究活动，使学生掌握知识与技能，体验过程与方法，受到情感态度与价值观的熏陶.在开展探究活动的过程中，教师应根据学生的认知水平、实验能力等情况，设置一些子问题，为学生“铺垫”合适的“台阶”，引导学生由解决子问题逐步过渡到焦点问题，最终达到解决焦点问题的目的.\n74(3)问题情境的创设应体现师生共同参与在新课程理念下，教师既是学生进行探究活动的指导者，同时也是学生参与探究活动的合作者.在问题情境的创设过程中，要求教师将自己的行为与学生的活动紧密地联系起来，与学生一道共同参与问题情境的创设，这样才能引起共鸣，产生良好的“入题”效果.(4)问题情境的创设要让学生有成就感新课程理念强调渗透“情感态度与价值观”的熏陶，即培养学生学习物理的兴趣与激情.只有让学生在参与探究活动的过程中获得成功，才能更好地让学生体会到学习物理的乐趣与价值，才能让学生在学习的过程中迸发出激情的火花.在问题情境的创设过程中，教师要千方百计地引导学生积极参与其中，并让学生获得成功，让学生感受学习物理的快乐，领悟自然的和谐与奇妙.学习任务分析：一、培养学生分析向心力来源的能力，引导学生对做圆周运动的物体进行受力分析，让学生清楚地认识到物体沿半径方向受到的合外力，就是提供给物体做圆周运动的向心力.二、培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，通过对例题的分析与讨论(结合动画或课件)，引导学生从中领悟、掌握运用向心力公式的思路和方法.第一，根据物体受力情况分析向心力的来源.第二，运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力.第三，物体实际受到的力提供了它所需要的向心力，列出方程求解.三、可多举一些实例让学生分析.向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供，也可由它们的合力提供.四、在讨论汽车过拱桥的问题时，汽车做的是变速圆周运动，对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出：在变速圆周运动中，物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度，向心力公式仍然适用.但要注意，对于物体做变速圆周运动的情况，只有在物体通过最高点和最低点时，向心力才是合外力.同时，还可以向学生指出：此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象，是发生在圆周运动中的超重或失重现象.学习者分析：一、学生学完匀速圆周运动的理论知识，尚缺乏实际的应用，对定律的理解还比较粗浅，本节课帮助学生建立一个生动活泼的场景，利于学生的理解、消化.二、本节课来源于生活中的大量实例，但学生对相关新事物、新情况的了解较为片面，不能很好地由感性认识提升为理性认识，通过对本节的学习让学生掌握探究学习的一般方法，使其成为学生终身学习的基础.教学目标：一、知识与技能1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，那么这个力或这个合力就是做匀速圆周运动的物体所受的向心力.会在具体问题中分析向心力的来源.2.能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例.3.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度.二、过程与方法1.通过对匀速圆周运动实例的分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力.2.通过匀速圆周运动的规律在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力.\n743,通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力.三、情感态度与价值观1.通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题.2.通过对离心现象的应用和防止的实例分析，使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题.3.养成良好的思维习惯，形成科学的价值观.教学准备：多媒体电脑及大屏幕投影重点难点1.教学重点：曲线运动的速度方向、物体做曲线运动的条件.2.教学难点：物体做曲线运动的条件，曲线运动的普遍规律.教学过程教学环教学内容教学说明导入M课1.复习匀速圆周运动的知识点（提问）①描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系.②从动力学角度回答对匀速圆周运动的认识.巩固知识.“接过度导入学以致用是学习的最终目的，本节课通过几个具体实例的探讨来深入理解相关知识点并学会应用.5课教学一、讨论向心力的来源1.观察思考：自行车、汽车拐弯时向心力的来源.2.请学生列举一些做匀速圆周运动的例子，分析向心力的来源.生：力招引力提供向心力（人造地球卫星）；弹力提供向心力（系绳小球在光滑水平面上做匀速圆周运动）；摩擦力提供向心力（物体在转盘上随转盘一起转动）；合力提供向心力（圆锥摆等）.师：（说明）（1）向心力是按效果命名的力.（2）任何一个力或几个力的合力只要作用效果是使物体产生向心加速度，这个力或合力就是物体所受的向心力；它可以是某种性质的一个力，也可以是几个不向性质的力沿着半径指向圆心的合外力.（3）不能认为做匀速圆周运动的物体在各种实际的力之外，还要另外受到向心力.二、火车转弯问题\n741.图片展示：平直轨道上匀速行驶的火车.提出问题：(1)火车受几个力的作用？(2)这几个力的关系如何？利用图片展示，提高学生兴趣.［学生活动设计］(1)观察火车运动情况.(2)画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系.［师生互动］(1)火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力^(2)四个力的合力为零，其中重力和支持力的合力也为零，牵引力和摩擦力的合力也为零.［过渡］火车转弯时情况会有何不同呢？［图片］平弯轨道火车转弯情形.提出问题：(1)转弯与直进有何不同？(2)受力分析.［学生活动］结合所学知识讨论分析.［师生互动］［思维方法渗透］只要是曲线轨迹就需要提供向心力，并不是一定做匀速圆周运动.厂中的r指确定位置的曲率半径.［结论1转弯时需要提供向心力，而平直前行不需要.受力分析得：需增加一个向心力(效果力)，由铁轨外轨的轨缘和铁轨之间互相挤压产生的弹力提供.［深入思考］师：挤压的后果会怎样？［学生讨论］生：由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大.这样的话，轨缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨容易损坏，轨缘也容易损坏.［设疑引申］师：那么应该如何解决这一实际问题？［学生活动］师：发挥自己的想象力结合知识点设计方案.［提示1(1)设计方案的目的是为了减小弹力.(2)录像剪辑一一火车转弯.［学生提出方案］铁路外轨比内轨高，使铁轨对火车的支持力不再是竖直向上.此时，重力和支持力不再平衡，它们的合力指向“圆心”，从而减轻铁轨和轨缘的挤压.\n74［点拨讨论］师：那么什么情况下可以完全使铁轨和轨缘间的挤压消失呢？［学生归纳］生：重力和支持力的合力正好提供向心力，铁轨的内外轨均不受到挤压（不需有弹力）.［定量分析］［投影］如下图所示.7474学生的思维在于教师的激发，学习的积极性在于教师的调动.通过让学生发表见解，提出疑问，培养学生的语言表达能力和分析问题的能力.设车轨间距为L,两轨高度差为h,转弯半径为R,火车质量为M.［师生互动分析］根据三角形边角关系.口也S1R0=—L对火车的受力情况进行分析，重力和支持力的合力提供向心力，内外轨均无挤压.F可日--Mg又因为e很小所以sin0=tan0.kF综合有L顺h故L6V—又正所以*L［实际讨论］'L在实际中反映的意义是什么？［学生活动］结合实际经验总结：实际中，铁轨修好后h、R、L一定，g为定值，所以火车\n74转弯时的车速为一定值.［拓展讨论］百若速度大于YL又如何？小于呢？［师生互动分析］Q摩（1）［上F向〉F（F支与G的合力），故外轨受挤压，对轨缘有作用力（侧压力）F向=F+F侧.7474问题小组提出的问题很多，课堂上师生探究的仅仅是其中的一部分.合力），故内轨受挤压后对轨缘有侧压力.F向=F—F侧.［说明］向心力是水平的三、飞机转弯1.录像剪辑一一飞机转弯，提问：向心力的来源.受力分析，如图所示.四、汽车过拱桥问题1.凸形桥和凹形桥（1）物理模型［投影］如图（2）因是桥形弯曲，故需向心力.2.在静止情况下分析.［学生活动］结合“平衡状态”进行受力分析.［同学解答］生：重力、支持力，二者合力为零，F压=G.3.以速度v过桥顶（底）\n74(1)过凸形桥顶［学生活动］①画受力示意图.②利用牛顿运动定律分析F压.［同学主动解答］①考虑沿半径方向受力r②牛顿第三定律.F压=FNEg-附-③F压=Fn=r④讨论：由上式知v增大时，F压减小，当7少时，F时，汽车将脱离桥面，发生危险.(2)过凹形桥底［学生活动］①画受力示意图.②利用牛顿定律分析F压.［提问C层次同学，类比分析］鼻Lm萨m一①考虑沿半径受力产通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力.②牛顿第三定律F压=Fn旭——4■用用g③F压=Fn='④由上式知，v增大，F压增大.［拓展讨论］实际生活中的拱形桥是哪种？为什么?①实际中都是拱形桥.②原因F压vmg.失重［理论联系实际分析］7474强化训练通过实例分析，达到巩固所学知识的目的.例题1:质量为m的小球用长为L的细线连接着，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为0，试求其角速度的大小？对小球而言，只受两个力，重力和细线拉力，这两个力的合力mgtan。提供向心力，知道半径r=Lsin0mgtan日=也®Lsin痴=.1—所以由E二脚苏「得“£8£白\n74747474内容拓卜；离心b动用所学知识解释生活中的现象，提高解题能力的同时大大增强学生的学习兴趣.总结规律.［投影］解题思路：1.明确研究对象，分析其受力情况，确定研究对象运动的轨道平面和圆心的位置，以确定向心力的方向，这是基础.2.确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力，此为解题关键.3.列方程求解.在一条直线上，简化为代数运算；不在一条直线上，运用平行四边形定则.4.解方程，并对结果进行必要的讨论.11.认识离心运动利［师生互动］师：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？发表你的见解并说明原因.［学生讨论］生：我认为做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会沿切线飞出去，如体育中的“链球”运动，运动员一松手，“链球”马上飞了出去.生：如果物体受的合力不足以提供向心力，它会做逐渐远离圆心的运动.如：在电影中经常看到，速度极快的汽车在急速转弯时，会出现向外侧滑的现象.师：（听取学生代表的发言，点评、总结）如果向心力突然消出港的胃心逢书施本乱扰水黄失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去.如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心.这两种运动都叫做离心运动.\n74［讨论与思考］师：请同学们结合生活实际，举出物体做离心运动的例子.在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的？你能说出这些例子中的离心运动是怎样发生的吗？学生认真思考并讨论问题，学生代表发表见解，相互交流、讨论.教师听取学生见解，点评、总结.并投影出洗衣机脱水筒及洗衣机脱水时水的受力分析图.点评：培养学生观察生活的良好品质，培养学生发现问题、解决问题的主动求知的意识.1.离心运动的应用和防止离心运动有很多应用，离心干燥器就是利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置，在纺织厂里用来使棉纱、毛线或纺织品干燥.把湿物体放在离心干燥器的金属网笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力F,使水滴做圆周运动.当网笼转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力F,于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面.洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的.我们知道，体温计装有水银的玻璃泡上方有一段非常细的缩口，测过体温后，升到缩口上方的水银柱因受缩口的阻力不能自动缩回玻璃泡里.在医院里将许多用过的体温计装入小袋内放在离心机上，转动离心机，把水银柱甩回玻璃泡里.当离心机转得比较慢时，缩口的阻力F足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动.当离心机转得相当快时，阻力F不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内.74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间的静摩擦力提供的.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.作业“练习与评价”第1、2题.教学流程图:\n7474飒质小-阳匕及文EW,产,生合作反元愿袅时匿tfl到方程求姆74教学反思：圆周运动在实际生活中有广泛的应用，有关圆周运动的问题是对牛顿运动定律的进一步应用，是教学的难点，同时也是学习机械能和电学知识的基础，通过实例分析求解，教会学生解决问题的一般方法，特别要掌握几个模型及条件.\n74圆周运动与人类文明教学设计思路：本节为选学内容，在知识与技能方面的目标要求并不高，侧重于通过学习培养学生的人文素养.教学方式设计成研究性学习方式，课前学生按兴趣爱好组合成学习小组，以教材内容的四个方面为题目，或学生自定与圆周运动相关的题目，收集相关资料，进行实践体验活动，最后集中交流展示.旨在培养学生收集、分析和处理信息的能力，通过小组合作学习，培养团结协作的精神，通过最后的展示交流，培养学生表达交流的能力和交流协作、分享成果的意识.学习任务分析：本节“圆周运动与人类文明”是本套教材特别设计的，是国内现行的其他几套物理课标教材中所没有的，为选学内容.教材主要从圆周运动是点燃人类古文明的火把、圆周运动与工业文明、圆周运动与科学实验和圆周运动与文化生活四个方面介绍了圆周运动对人类文明、科技进步、社会发展等方面的重要影响.学习者分析：本节是本章“圆周运动”的最后一节，学生在前面已经系统地学习了描述圆周运动的基础知识、圆周运动的向心力，还通过圆周运动的实例分析深入理解了现实生活中一些常见的圆周运动所蕴涵的物理道理.从物理知识的角度来看，学生已经对圆周运动有了比较全面系统的掌握，学生有进一步了解圆周运动的历史、圆周运动在现实科学技术、实际生产生活中的广泛应用的愿望.本节教学内容正是基于这点而设计的，通过本节的学习可以加深学生对于圆周运动与人类文明、科学技术、生产生活等方面的认识和理解，从面提升学生的人文素养，体现课标中让学生“认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响，为终身发展、形成科学世界观和科学价值观打下基础”的新课程理念.学生初次接触曲线运动的知识，对未知领域充满好奇.教学目标：一、知识与技能认识圆周运动对人类文明和社会发展的重要影响.二、过程与方法通过收集、分析、整理资料，培养学生收集、分析和处理信息的能力.通过展示交流，培养学生表达、交流的能力.三、情感态度与价值观通过小组合作学习，培养学生团结协作的精神.通过展示交流，培养学生交流协作、分享成果的意识.通过欣赏人类对圆周运动的应用，增强学生关注物理知识与生产生活联系的意识，激发学生热爱物理、热爱科学的积极情感.教学手段：1.分小组课题研究和实践.2.引导学生多方面收集相关资料，通过多种形式进行实践、体验活动.教学准备：每个小组的PPT,收集的文字、图片、视频资料，学生自己拍摄的活动照片、视频资源，学生制作的模型等.教学重点难点：重点：深入理解圆周运动对人类文明和社会发展的重要影响.难点：通过研究、实践、体验、展示、交流，增强学生关注物理知识与生产生活联系的意识.教学过程：\n74课前活动安排一个班按6—7人为一个小组，按兴趣爱好、能力专长分成6个小组.以圆周运动与人类文明为主题，以圆周运动与人类古文明、圆周运动与工业生产、圆周运动与科学技术、圆周运动与文化生活为课题，每个小组选择一个课题，在保证上述四个课题的基础上学生还可以自主提出与圆周运动相关的课题.选好课题后，各小组先设计课题实施方案、再按方案进行研究、实践、体验，最后用一节课集中进行交流展示.第一组：圆周运动与人类古文明1.收集资料：学生分工收集钻木取火、古陶器制作、车轮的发明、水能利用等在人类文明进程中与圆周运动密切相关的资料.2.到劳动技术中心或陶艺中心实践体验制陶坯的过程，重点感受拉坯机带动陶坯做圆周运动对拉坯的作用，可自拍活动体验的视频，在交流时播放.3.按照人类文明的进程整理与圆周运动密切相关的资料，制作PPT,做课上展示交流的准备.第二组：圆周运动与工业生产1.收集资料：学生分工收集蒸汽机、发动机、电动机、精密仪器、钟表等工业生产中与圆周运动密切相关的资料.2.制作一个简单的发动机模型，能展示活塞的直线运动是如何转变为圆周运动并如何通过轴承、连杆、齿轮等实现“运动的传递和变速”的.3.按照圆周运动在工业生产中的不同应用来整理与圆周运动密切相关的资料，制作PPT,做课上展示交流的准备.第三组：圆周运动与科学技术1.收集资料：学生分工收集粒子物理与核物理、航空航天、生命医疗等科学技术中圆周运动应用相关的资料.2.制作一个简单的陀螺仪，进行陀螺仪定向实验和多个陀螺叠加的实验.3.按照粒子物理与核物理、航空航天、生命医疗三个方面整理与圆周运动密切相关的资料，制作PPT,做课上展示交流的准备.第四组：圆周运动与文化生活1.收集资料：学生分工收集体育运动、旋转建筑、生活娱乐、文化设施等方面与圆周运动应用相关的资料.2.体验链球、铁饼、乒乓球、篮球等使物体旋转的体育项目，体验旋转餐厅、中华世纪坛等旋转建筑，体验文化设施中的旋转活动，观看与旋转相关的杂技表演.可自拍活动体验的视频，在交流时播放.3.按照体育运动、旋转建筑、生活娱乐、文化设施四个方面整理与圆周运动密切相关的资料，制作PPT,做课上展示交流的准备.课上交流展示过程设计一、复习旧知识引入新课1.复习：本章我们首先学习了如何描述圆周运动，大家回忆一下描述圆周运动的物理量有哪些？它们是如何定义的？彼此间有什么样的关系？学生思考作答.在学习了描述圆周运动的基础上，进一步学习了圆周运动的向心加速度和向心力，向心加速度是如何定义的？向心力与向心加速度的关系是什么？学生思考作答.2.引课：我们还运用圆周运动的知识分析了生活中一些匀速圆周运动的实际例子.为了让大家对圆周运动有更深入的了解，大家以圆周运动与人类文明为主题，分成了六个小\n74组，每个小组选择一个课题进行研究性学习，收集资料、实践体验、分析整理，今天我们利用这节课集中进行交流展示.二、展示、交流、欣赏、分享1.第一小组展示，结合PPT进行讲解.课题：圆周运动与人类文明介绍小组成员及分工.小组学习研究与活动过程简介.(1)钻木取火与圆周运动.钻木取火的传说.钻木取火的发明来源于我国古时的神话传说.燧人氏是传说中发明钻木取火的人.钻木取火的物理本质：钻木取火是根据摩擦生热的原理实现的.通过转动木棒，木棒与木块摩擦会产生热量，加之木材本身就是易燃物，所以会生出火来.(2)陶器制作与圆周运动.中国古代陶器的发生与发展的历史介绍.播放同学们体验制陶坯过程的视频.(3)圆周运动与车轮的发明.中国古代车轮的发明及车的形成过程.车轮由石轮、陶轮、木轮、铁轮到现代轮胎的发展历程.(4)圆周运动与机械能的利用.中国古代的水磨、水碓、水碾和水车的发明及形成历史、工作原理.\n74教师对第一小组的研究实践、现场展示进行点评.1.第二小组展示，结合PPT进行讲解.课题：圆周运动与工业生产.介绍小组成员及分工.小组学习研究与活动过程简介.(1)圆周运动使用蒸汽机技术广泛应用.蒸汽机原理是：水蒸气通过转换阀来到汽缸的正面，活塞向反面运动，反面的蒸汽通过转换阀的排气口排出；活塞运动到反面顶点后，由飞轮上的一个连动机构作用于转换阀这时转换阀的加压口变成排气口，排气口变成加压口，在压力作用下活塞由反面向正面运动，完成一个循环.连杆把往复的直线运动转变成圆周运动.74(2)齿轮和轴使得机械能实现传递.齿轮的圆周运动可以通过齿轮传动和皮带传动两种方式实现机械能的传递.同时不同半径的齿轮组合又可以实现速度的改变.变速箱正是利用多组齿轮来改变速度的.(3)展示制作的简单发动机模型，讲解活塞的直线运动是如何转变为圆周运动并如何通过轴承、连杆、齿轮等实现“运动的传递和变速”的.教师对第二小组的研究实践、现场展示进行点评.2.第三小组展示，结合PPT进行讲解.课题：圆周运动与科学技术.介绍小组成员及分工.小组学习研究与活动过程简介.(1)高能物理中粒子通过圆周运动加速.\n74利用磁场使带电粒子做回旋运动，带电粒子在运动中经高频电场反复加速.具有很高能量的粒子相互碰撞.北京正负电子对撞机介绍.(2)航空航天中的圆周运动.陀螺会在不停自转的同时，绕着另一个固定的转轴不停地旋转.利用陀螺的力学性质制成的具有各种功能的陀螺装置称为陀螺仪，它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用.航天器就是靠高速旋转的陀螺仪来控制轨道方向的.人造卫星都是绕着地球做近似的圆周运动，最近我国发射的“嫦娥一号”卫星选择距月球200公里的圆形轨道作为“工作岗位”.(3)展示制作陀螺仪的工作过程.教师对第三小组的研究实践、现场展示进行点评.1.第四小组展示，结合PPT进行讲解.课题：圆周运动与文化生活.介绍小组成员及分工.小组学习研究与活动过程简介.(1)体育运动、旋转建筑、生活娱乐、文化设施等方面中圆周运动的介绍.链球：田径运动项目之一，运动员两手握着链球的把手，人和球同时旋转，最后加力使球脱手做离心运动而飞出.中华世纪坛的主体建筑由“乾”“坤”两部分组成，“坤”即坛体下部静止的部分,“乾”即坛体上部转动的部分，可在2.6-55小时范围内转动一周.水流星杂技：制作一个绳套，碗用绳套套住，装满水，让碗在水平方向做圆周运动.过山车：过山车是一项刺激性的娱乐项目.车上的人在极短的时间内在竖直平面做圆周运动.\n74(2)播放链球、铁饼、乒乓球、篮球等体育项目，体验旋转餐厅、中华世纪坛等旋转建筑，体验文化设施中的旋转活动，观看与旋转相关的杂技表演等体验活动的视频.教师对第四小组的研究实践、现场展示进行点评.(三)课堂小结，感受交流小结：通过本节课的集中展示，一方面我们充分认识到圆周运动与人类文明、工业技术、现代科学以及人们的日常生活都有着密切的联系；另一方面我们通过课前的研究、实践、体验活动也收获了许多，如课本之外与圆周运动相关的知识、收集与分析资料的方法与能力、与人协作及交流分享的意识等.组织学生畅谈学习过程的感受，引导学生关注科技、关注生活，将所学的物理知识运用到实际中，使学有所用.教学流程图：教学反思：一、本节教材安排为选学内容，对学生要求并不高，主要目的在于拓宽学生的知识视野，所以采用以小组为单位的研究性学习方式，让学生尝试收集资料、实践研究、模型制作、活动体验等多种学习方式，通过这些研究与实践来提升学生的综合素养，使得学生全面发展.二、学生小组选择不同的课题，进行以小组为单位的学习活动，锻炼学生与人协作、交流分享的能力，让学生学会学习、学会生活.三、物理学科是一门自然科学，它的发展对推动人类文明进程起着重要作用，是现代科学研究和工业技术的重要基础，也是人类生产生活的重要组成部分.分成六个小组，分组研究、集中展示，让学生从多个方面领略物理学科所蕴含的智慧，深入理解物理与人类、物理与科学、物理与技术、物理与生活等多方面的密切联系，引导学生“由生活走向物理，由物理走向社会”，成为一名科学知识丰富、文化内涵深厚、文明素养全面的现代人.天体运动教学设计思路：物理学不仅具有科学精神、科学素质教育价值，也具有人文教育、人文精神培养的功能.根据高中生的特点，在物理教学中探索适合高中生发展的科学素质培养的人文模式是非常重要的，本课虽然不是教材及考试的重点内容，但是，从对学生进行科学精神与人文精神教育及科学方法教育的角度看是难得的值得进一步开发的，特别是可以充分利用人文资源进行科学教育.根据本课的特点一一行星运动规律，采取以启发式讲授为主的教学方式，借助于多媒体手段展示行星运动模式.学习任务分析：课前可让学生参观天文馆并进行天文观测，让学生对天文知识有初步的了解，在此基\n74础上，产生星体做怎样的运动，为什么做这样或那样的运动的疑问，然后采取以启发式讲授为主的教学方式，借助于多媒体手段展示行星运动模式.学习者分析：学生对天体运动只有一些粗浅的认识，对天体运动规律的发现过程也是所知甚少，在教学中要让学生了解人类认识自然的精彩历史片断与科学的分析方法，体会科学家们追求真理的不屈不挠的精神.教学目标：一、知识与技能1.能简要说出“地心说”和“日心说”的不同观点，了解其发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描述一一开普勒三定律.二、过程与方法1.利用细绳和笔作椭圆图，使学生认识椭圆的基本特征，为理解开普勒第一定律做准备.2.通过地心说和日心说中的天体运动图，天体运动模型在学生头脑中直观化，使学生体会建立物理模型研究天体运动规律的科学方法以及科学发现的分析方法.3.引导学生将椭圆运动近似地看做圆周运动，使学生领悟物理学合理近似、建立简化模型的科学方法.三、情感、态度与价值观1.培养学生尊重知识、尊重历史、尊重科学的精神.2.培养学生不畏艰难险阻永攀科学高峰的精神.3.领略宇宙的神奇与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲.教学准备：多媒体电脑及相关软件.教学重点难点：重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动.学好本节有利于认识宇宙中行星的运动规律，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习.难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用，澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识.教学过程：一、新课引入［多媒体展示］“神舟六号”载人航天飞船成功发射时的场景.［讲解］“神舟六号”载人航天飞船的成功发射标志着我国航天事业的发展进入了一个新的阶段，无论是我国的“嫦娥登月计划”还是美国的“惠更斯”登陆“土卫六”，都是人类在宇宙探索中迈出的一小步，但正是这一小步凝聚着几千年的人类文明.［多媒体展示］人类对宇宙的认识.1.神话时期当时的人们认为宇宙是神秘的、不可知的，对于许多自然现象都用一些神话故事来解释.如盘古开天辟地.2.哲学时期后来随着生产力水平的提高，人们懂得了凭借一些简单的直觉与观察，对自然进行猜想与思辨.如彗星的出现被认为是来年天灾人祸的预兆.3.仪器观测自从伽利略发明了天文望远镜之后，人类对宇宙的观测范围从地球之内扩展到了地球之外.4.科学探究今天，我们甚至可以使用先进的科学设备对地球之外的行星进行科学考察，探索宇宙中的奥秘.\n74二、新课教学［提问］在宇宙中像地球这样的行星大约有上亿颗，要想探索宇宙奥秘，寻找智慧生命,首先要对行星的运动有所了解.你对宇宙中行星的运动特点有哪些认识呢？1.“地心说”“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都围绕地球运动，托勒密更是根据前人的观点结合自己的观测记录提出一套以自己名字命名的宇宙体系.“地心说”符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位.但后来随着观测技术的发展，“地心说”对行星运动过程中出现的忽快忽慢及行星逆转等现象都不能做出合理的解释，人们开始怀疑“地心说”的正确性.2.“日心说”“日心说”则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动.哥白尼根据自己的观测记录，提出太阳才是宇宙的中心，地球和其他行星都在绕着太阳运动.哥白尼在病床上将自己的《天体运行论》发表.3.第谷第谷在“观天堡”工作20余年，在天文学方面取得一系列成就，尤其是在天文观测方面，第谷去世后他的观测数据留给了他的助手开普勒.4.开普勒三定律(1)开普勒第一定律［讲解］开普勒在运用第谷的观测数据对哥白尼的“日心说”进行验证时发现火星的轨道存在偏差.［提问］是什么原因造成了偏差呢？［学生讨论］1.计算错误；2.第谷的观测数据出现了问题；3.哥白尼的日心说存在不完善之处.\n74［分析］开普勒进行了70余次反复计算，排除了第一种可能，他相信第谷观测数据的科学性，大胆提出是日心说存在不完善的地方，经过对行星运动轨道的修正，得出开普勒第一定律.开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上.［学生活动］体验行星绕着太阳运动的轨迹.利用笔、纸、图钉和绳子画出椭圆，并对椭圆的焦点与半长轴进行讲解.(2)开普勒第二定律［讲解］开普勒在对行星绕太阳运动的数据进行分析时，发现离太阳越近运动得越快，反之则越慢.通过对行星运动数据的推导，开普勒发现行星与太阳之间的连线扫过的面积具有一定的特点.开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等.(3)开普勒第三定律［讲解］开普勒在发现了第一、第二定律后，并没有停止对第谷留给他的观测数据的研究.当他对行星运动的周期与半径进行研究时，发现了其中存在的微妙的关系.［提问］你能从中发现什么吗?周期(年)距太阳的平均距离(106kmi)水星0.2457.9金星0.62108.2地球1.00149.6火星1.88227.9木星11.90778.3土星29.501427.0\n74［学生回答］随着周期增大，行星与太阳的距离也越大.［提问］在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？［学生回答］成正比.［学生活动］对数据进行分析处理，判断它们之间是否成正比.［结论］不同的行星的周期与距离之比不是一个定值，因此他们之间不成正比.［提问］周期与距离之间既然不成正比，那么他们还可能存在什么样的关系呢?［学生活动］提出猜想：［分组活动］将学生分成几组，分别对几种猜想进行验证.［结论］距离的三次方与周期的平方之比在一定误差内可认为是一个定值.因此得到距离的三次方与周期的平方成正比.开普勒第三定律：行星绕太阳运行轨道半长轴r的立方与其公转周期T的平方成正比.［讲解］开普勒第三定律是开普勒对第谷的观测数据进行长达10年的分析后得出的结论.可见任何一个物理定律的得出都要经历一个漫长且艰苦的过程.九、课堂小结教师请学生谈谈通过本节课的学习知道了什么，有什么感想.本节中心内容是理解日心说，理解并且记住开普勒关于行星运动的三条定律：椭圆轨道定律；面积定律；椭圆轨道半长轴与运行周期关系定律.师生共同谈感想：日心说很长时间里一直不被接受，任何一个学说，如果没有观测事实或实验证据的支持，就不可能被接受.由于地心说比较符合人们的日常经验，所以统治了很长时间.但是随着人们对天体运动的不断研究，日心说逐渐被越来越多的人接受，真理最终战胜了谬误.十、板书设计一、行星的运动1.地心说2.日心说二、开普勒三大定律1.开普勒第一定律（轨道定律）2.开普勒第二定律（面积定律）W二和3.开普勒第三定律（周期定律）尸教学流程图:\n74包该宿景।“神舟六号”飞船咸功发射场景年受地心说、日心说度尤点及她点于韦岫的才隼及三大定律r星.运动臼进."模里迎堂小先、布置作业教学反思：本节课力图对学生进行科学精神与人文精神教育及科学方法教育，从而达到提高学生的科学素养、培养学生的科学探索精神和坚韧不拔的意志品质的目的.课上通过教师的引导，学生展开想象，大胆猜想，并进行充分讨论.课前教师充分准备，课上教师引导得当，就能够取得比较好的教学效果.\n74万有引力定律教学设计思路：万有引力定律是本章的核心，定律的得出过程又是此定律学习中的重点.为此引课时播放行星绕太阳运转的视频，激发学生的学习欲望.讲授过程中以物理学史为主线，让学生从科学家的角度分析、思考问题.利用牛顿定律和开普勒定律对万有引力定律进行推导，使学生熟练掌握已有知识并得出新的规律，提高学生分析、解决问题的能力.学习任务分析：万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.在授课时，使学生通过体会几位科学家分析问题和解决问题的方法和技巧，提高科学素养.利用牛顿定律和开普勒定律对万有引力定律进行推导，提高利用已有知识得出新规律、分析解决问题的能力.学习者分析：学生已经学习了牛顿运动定律、圆周运动的相关知识和开普勒三定律，已经积累了一定的知识，已经具备了接受万有引力定律的基础知识.学生正处于从定性分析到定量讨论、从形象思维向抽象思维、从简单的逻辑思维向复杂的分析推理的转变.教学目标：一、知识与技能1.了解万有引力定律得出的思路和过程，会推导万有引力定律.2.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵守相同的规律.3.知道万有引力常量的大小和意义.二、过程与方法1.使学生能够应用万有引力定律解决实际问题，建立理想模型处理问题.2.引导学生科学地、系统地思考万有引力的作用和决定引力大小的因素.三、情感态度与价值观1.由人类对天体运动的探索过程，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度.2.通过牛顿在前人基础上发现万有引力定律的过程，说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性，渗透科学发现的方法论教育.教学准备：人物图片、太阳系行星运动的录像资料.教学重点难点：重点：万有引力定律的内容及数学表达式.难点：万有引力定律发现的思路.教学过程：新课教学1.引入：播放行星绕太阳运行的视频，引导学生想象行星做圆周（椭圆）运动向心力的来源.结合地面上物体做圆周运动的实例，提问：维持行星运动的力的施力物体各是什么？这个力的大小跟什么因素有关？教师介绍历史上人类的思考：\n74自哥白尼建立日心说到开普勒提出行星运动三定律，行星运动的基本规律已被发现，为人类进一步从动力学方面考察行星的运动提供了条件.到17世纪已有一些学者提出了关于天体运动的动力学解释.伽利略：认为一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动；开普勒：认为行星绕太阳运动，是受到了来自太阳的类似磁力的作用；笛卡尔：认为行星绕太阳运动是因为受到行星周围旋转的物质(以太)的作用；胡克、哈雷：认为行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，甚至推测出太阳对行星的引力大小跟行星与太阳之间距离的平方成反比，但是他们都不能证明行星所做的椭圆运动是平方反比律的结果，对引力大小的数量级也一无所知.1.组织学生讨论交流(1)为什么苹果从树上落向地面而不飞向天空？苹果做什么运动？苹果受到地球的吸引一一重力、自由落体运动.(2)为什么月亮不会落到地球的表面，而是绕地球运动？月球绕地球做圆周运动，由力和运动的关系，明确向心力的来源一一地球对月球的吸引力.(3)在地面上很高的地方，重力并没有明显减弱，因此重力能延伸到离地球很远的空间，那么月球受到重力作用吗？苹果树上的苹果相对地球静止，因此会落到地面；若月球相对地球静止，月球也将像苹果一样落回地面，月球在地面上空相对地球运动具有速度，没有落回地面，同样在月球处的苹果若具有与月球一样的运苹速度，也将像月球一样不会落回地面.一一月球和苹果受到的是同一性质的力.教师说明：上面这些问题也是牛顿从猜测开始思考的问题，牛顿将上述各运动联系起来研究后提出一一这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律，并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.3.拓展(1)行星绕太阳做圆周运动的向心力是什么呢？这个力与前面提到的苹果和月亮受的力是同一性质的力吗？(2)设想一下，苹果也可以变成“月球”吗？动画演示：山顶上水平抛苹果.4.万有引力定律行星绕太阳做圆周运动，向心力是太阳对行星的吸引力，这个力的大小跟什么因素有关？引导学生建立行星绕太阳做匀速圆周运动的模型，配合生动的动画演示，使学生运用所学知识独立完成推导工作.设太阳的质量为M,行星的质量为m,轨道半径为r,速率为v,周期为T,\n7474图毋X懵据牛可境二定律区却土陀舂1%■里的作用中f=f利GC—国二鼠”,这个力的大小与这两个物体的质量的乘积万有引力定律：任何两个物体之间都存在相互作用的引力,成正比，与两物体之间的距离的平方成反比.式中：G为万有引力常量.教师介绍此常量得出的历程，牛顿时代由于技术问题，没有精确的测量仪器，所以始终没有测量出此数值的大小，在此定律发表100多年后，由英国的卡文迪许利用扭秤测量出该数的值为&T45X10；.iy,/（kg-s'）.万有引力常量的测出使万有引力定律有了真正的实用价值，使得万有引力定律在天文学的发展上起了重要的作用.由此可见，实验对物理学及其相关学科的发展上起着多么重大的作用.例题学生存在这样的疑问：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，那么在日常生活中，人们之间或人与物体之间，为什么对这种作用没有任何感觉呢？请学生带着这个疑问解题.例题1:两物体质量都是1kg,相距1m,则两物体间的万有引力是多少？说明：通过学生计算，可以看出这个力太小，在许多问题中可忽略.例题2:设地球表面重力加速度为go,物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而g产生的加速度为g,则名口为（）A.1B1/9C.1/4D.1/16提示：两处的加速度各由何力的作用而产生？满足何种规律？解析：地球表面处的重力加速度和在距地心4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有:地面上m布置作业学习效果评价：本节课较好地完成了预定的教学目标，使学生知道了得出万有引力定律的推导过程，了解了万有引力定律的适用范围，并能应用万有引力定律解决简单的问题，在定律推导的过程中激发学生的学习兴趣.本节也反映出学生的数学推理能力较差、建立物理模型解决实际问题的意识较弱方面的问题.教学反思：本节课在引入部分，播放视频“太阳系的行星运动”，激发了学生的学习兴趣，在此基础上介绍了几位科学家对相关问题的思考，引导学生利用科学的思维方式研究问题.然后在学生充分讨论交流的基础上,由教师引导学生利用已有的知识推导出万有引力定律，并介绍了此定律的适用范围.在万有引力定律的推导和对例题的解决过程中，教师还应加强引导学生重视模型的构建，从基本概念、基本规律出发应用所学知识分析、解决实际问题.\n74万有引力定律的应用教学设计思路：秉承关注全体学生的发展、“有层次无淘汰”的教育理念.我不断在思考：课怎样备？怎样上？学生怎样学？本节课主要采取启发引导和学生自主思考讨论的教学方式，使学生在问题思考、讨论交流中，了解太阳系各大行星的发现过程，体会科学定律对人类探索未知世界的作用.寻找中央天体的计算方法过程中，不仅要加深学生对万有引力定律的理解，还要使学生对万有引力定律在解决天体运动问题中的基本思想有所体会.教学设计力求做到内容丰富充实、思路简洁扼要、主次分明，既符合整体逻辑又给学生留有适当的思维空间.在交流中师生对话平等；在讨论中教师做好指导.学习任务分析：该节包含了预言未知星体和彗星回归、计算天体质量两部分内容.与《全日制普通高级中学教科书（实验修订本）物理第一册（必修）》相比发生了以下变化：1.在顺序安排上将预言未知星体部分移到了计算天体质量之前，更符合学生由易到难的认知规律.2.在内容上增补了冥王星的发现和预言哈雷彗星回归的内容.这不仅能让学生更加信服万有引力定律的权威性，还能使学生领略自然界的奇妙与和谐，增强将物理知识应用于实践的意识.此外，计算天体质量部分增加了另一种由g、G、R估算地球质量的方法，起到拓宽学生思路、丰富教学内容的作用.3.新教材还增加了一个估测太阳密度的活动.为学有余力的学生提供材料，满足学生个性化发展的需要.天体质量计算部分不仅提出了所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以近似看成是匀速圆周运动的模型，而且将本章一个重要的处理问题的方法即F万=5向呈现出来，为下一节内容的展开做了一个很好的铺垫.所以本节内容在本章当中起了一个承上启下的作用，是本章的重点.学习者分析：本节课是万有引力定律在天文学上的应用，学生已学习过了牛顿运动定律、万有引力定律、圆周运动等知识，知道做圆周运动的物体需要向心力，并会寻找向心力的来源，已经具备了研究天体运动的知识和能力.教学目标：一、知识与技能1.通过了解万有引力定律在天文学上的重要应用，体会科学定律对人类认识世界的作用.2.知道天体间的相互作用主要是万有引力，以及如何应用万有引力定律计算天体质量的方法.二、过程与方法1.预测未知天体是万有引力定律最辉煌的成就之一，通过对海王星发现过程的了解，体会科学理论对探索未知世界思想的指导作用.2.通过自主思考和讨论与交流，掌握计算天体质量的思路和方法三、情感态度与价值观1.利用万有引力定律可以预言未知天体和彗星回归，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义.知道实践是检验真理的唯一标准.2.利用万有引力定律计算太阳、地球的质量，发展学生对科学的好奇心与求知欲，体验探索自然规律的艰辛和喜悦.教学准备：\n74多媒体设备一套：可供PPT课件播放、实物投影等.教学过程：环节一：创设情景引入课题（多媒体屏幕打出PPT1.）教师：请同学描述一下这幅图片.学生活动：这是我们生活的太阳系，它是由水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等组成一个庞大的家族.九大行星围绕太阳做圆周运动.教师：九大行星为什么能围绕太阳做圆周运动？学生活动：太阳与行星之间存在万有引力，万有引力是使行星绕太阳运动的向心力：过渡：自从卡文迪许测出了万有引力常量，万有引力定律就对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用.（PPT1上打出课题）（板书）§3.3万有引力定律的应用环节二：回顾行星发展史（打出PPT2）教师：到底谁首次发现了水星、木星、金星、火星和土星已无从考察.但发现天王星、海王星、冥王星的天文学家永远记载于历史史册中.（板书）一、预言未知星体教师：1781年，威廉・赫歇尔借助自己制造的高倍天文望远镜，观测到了太阳系中的一颗新行星——天王星.（注：屏幕上打出威廉・赫歇尔照）思考一：人们发现天王星的实际轨道与由万有引力算出的理论轨道有较大的偏差，引发了人们的各种猜想，你能举出一个印象较深刻的“猜想”吗？教师（引导学生猜想）：（1）万有引力定律是错误的.（2）天王星外还有一颗未知行星，它对天王星有较大的引力作用.人们根据猜想（2）,用万有引力定律计算出天王星外未知星体的轨道半径，果然在所算出的位置发现海王星一一人们称它为“笔尖下发现的行星”.多媒体演示：在PPT2上按时间顺序打出三位海王星的发现者照片并介绍海王星的发现过程.\n74思考二：你觉得勒威耶能发现新的行星海王星，最难能可贵的是什么？对你有什么启？学生活动：思考三：汤博用什么方法发现了第九颗行星——冥王星？（PPT2打出汤博照片，字幕：美国天文学家汤博发现冥王星.）海王星的引力部分解释了天王星轨道的误差，但不能完全解释之一决问题，天文学家相信海王星轨道之外还存在一颗未知行星.但这颗神秘行星太远太暗了，经过几代人近一个世纪的努力，才于1930年出现在美国天文学家汤博的视野里.这颗远离太阳的行星被称为冥王星.至此，“太阳系九大行星”的格局坚持了70多年.思考四：本文提到的科学家都运用了一种共同的科学研究方法，你知道是什么方法吗？学生活动：教师：发现海王星有什么意义？学生活动：教师总结：（1）进一步验证了万有引力定律的正确性.（2）根据同样的方法美国天文学家汤博发现了冥王星.（3）说明科学理论具有预见性.（一个成功的理论不仅要能解释已知的事实，更重要的是能预言未知现象）学生举例说明：哈雷彗星回归.（板书）二、预言彗星的回归.教师：（打出PPT3）哈雷，英国著名天文学家、数学家.哈雷彗星的发现者.过渡：万有引力定律作为一个自然界最基本的定律，无论是在理论研究还是工程设计方面都有着极其广泛的应用.宇宙物理中常常以测定天体的万有引力产生的效应来断定天体的位置和质量；在电磁探测受局限的地域，可以通过万有引力的测量计算，来探知地下物质的密度，从而断定地下矿藏的分布或是地下墓穴的规模和位置.环节三：复习准备，为计算天体的质量做铺垫教师：（回顾PPT1）太阳系中的各大行星围绕不同半径的轨道运行，请你用圆周运动的有关知识分析它们的线速度v、角速度s向心加速度a、周期T与轨道半径r大小的关系.学生讨论与交流：（学生将讨论结果通过实物投影展示）\n74*=加4""教师归纳:（环节四：天体质量的计算方法）过渡：像太阳、地球这些天体，我们无法直接测量它们的质量，现在我们是否能用万有引力定律找出计算天体质量的方法？（板书）三、天体质量的计算方法【问题】（1）若地球m围绕太阳M做圆周运动的周期为T,圆周运动的轨道半径为r,万有引力常量为G,M=?学生讨论交流：①计算天体质量的基本方法：a.天体（卫星、行星、恒星）之间存在着万有引力；b.卫星绕行星、行星绕恒星的椭圆运动近似可看成匀速圆周运动；c.匀速圆周运动的向心力来自它们之间的万有引力.②计算天体质量的基本思路：7474讨论与交流：变化1:地球m围绕太阳M做圆周运动的线速度为v,圆周运动的轨道半径为r.求M=?7474变化2:若地球m围绕太阳M做圆周运动的线速度为v,圆周运动的周期为T,M/=坨仃学二陷二7上财"/rvU次?学生活动：自主思考，充分讨论，展示自己的解决方法，体验解决问题的喜悦.教师：如果知道太阳的半径R,如何估测太阳的平均密度？讨论交流：版P--V41户2=户/=-成3尸=--3GT1（学生可能会混淆地球运行轨道半径r和太阳半径R,教师注意纠正）\n74能求出地球的质量吗？如果能,教师：同学们运用万有引力定律求解天体质量的方法,需要知道哪些量？怎样才能求出地球的质量？学生活动：自主思考并做答.（2）若已知万有引力常量G、地球半径R和重力加速度g,并认为地球表面的物体受到的重力等于地球对物体的万有引力，求地球的质量.学生讨论交流：GW1学生活动19:认真听讲.教师活动20:出示例题引导学生共同完成.［例题］出示图片（举重），运动员举起325kg的杠铃，运动员站定后双手离地的高度为1.7m，问运动员在此过程中对杠铃做了多少功？（假设运动员举重过程杠铃运动速度很慢）举起后，运动员举着杠铃在空中停留3s的过程中，运动员对物体所做的功为多少？学生活动20:与教师共同完成例题.五、总功的计算教师活动21:ppt给出例题，组织学生完成例题，同时让2名学生板演解题过程，并对学生的解答做出分析和总结.学习了一个力对物体所做的功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解几个力对一物体所做的功呢？下面通过例题来学习解决办法.［例题］如图所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m=20kg,斜面倾斜角后37。，斜面的长度L=0.5m，货物与斜面间的动摩擦因数g=0.2，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功.（取g=10m/s2）解：斜面上的货物受到重力G、斜面支持力N和摩擦力f共三个力的作用.货物位移的方向是沿斜面向下.可以用正交分解法，将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向.可以看出，三个力中重力和摩擦力对货物做功，而斜面支持力对货物没有做功.其中重力G对货物所做的功方法一：直接运用公式用二GLcos（90°-Cl）=GLcos530=20义1QKCL5X0.6J二60J方法二：将重力分解为，沿斜面方向分力为mgsin37°;垂直斜面方向分力为mgcos37°.垂直斜面分力不做功，则重力所功等于沿斜面方向分力所做的功，即WG=mgLsin37°=20X10X0.5X0.6J=60J支持力N与位移方向垂直，X^货物没有做功Wn=0摩擦力f对货物所做的功，W=（gmgcos37°）Lcos180°=—0.2X20X10X0.8X0.5J=T6J\n74合外力所做的功，方法一：用各力所做的功的代数和求W总=川+W2+W3=（60+0—16）J=44J方法二：物体所受合外力为F^=mgsin37°-gmgcos37°W总=尸合L=（mgsin37°—gmgcos37°）L=（20X10X0.6-0.2X20X10X0.8）X0.5J=44J学生活动21:完成例题，知识掌握程度好的学生可以尝试两种方法解题.预测：学生在负功和合力功问题上将出现错误或方法多样性不足，教师适时予以分析订正和补充.师生共同活动：对例题小结.当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功通常可以用下述两种方法求解：a.根据公式W=Fxcos为先分别求出各个力Fi、F?……Fn对物体所做的功Wi、W2、W3、……Wn,再求各力所做的功的代数和，即W总=W1+W2+Wn.（注意将各力代入时注意正负号）b.用力的矢量合成方法先求出这几个力的合力F合，再根据功的公式亚总=F合xcosa求解，其中a是合力F合方向与位移X方向之间的夹角.教师活动22:教师以提问的方式小结功的一般计算式使用时的注意事项，并请学生思考变力功的求法.前面我们求的都是恒力的功，那么变力功能否用此公式进行求解？变力功如何求解？通过今天的学习，你认为功属于过程量还是状态量呢？W=FXCOSa只适用于恒力做功的计算，那么变力功怎么求呢？功是过程量.功是力作用在物体上通过一段位移（或一段时间）才发生的，它反映了力在空间上的积累效果.求功时一定要明确要求的是哪一个力在哪一段位移（过程）上做的功.学生活动22:回答教师所提问题.预测：学生对这两个问题并不清楚，教师可以通过位移是一过程量，来同时说明两个问题.教学流程图：学习效果评价：（略）根据教学实际来设计教学反思：本课设计以学生熟悉的举重现象引入，拉近了学生与所学知识的距离，让学生利用身边物品体会正负功的物理意义.这一设计看似朴实却能让学生充分体会到物理就在生活中，科学就在我们身边，从而激发学生学习物理、探究自然的热情.在探究功的一般计算式的过程中，重视知识的形成过程，采用的学生自行推导的方式，能发挥学生的自主性，培养学生应用已学知识分析解决新问题的能力，并使学生从中体会学习的喜悦.教师在问题的设置上既注意了知识层次，又留有学生的探究空间，使学生在学习过程具有较强的问题意识和探究欲望.~另外，在如何加深对功的概念的理解和应用功的公式解决实际问题的设计上,考虑到整体覆盖面，对例题设置了多问，使各个层次的学生都能参与进来并有所收获，同时又突出解决了重点知识和疑难问题，教与学的效果良好.\n74功率教学设计思路：功率的概念学生在初中接触过，在生活中也接触过有关功率的一些事物和现象.本节课从一个学生较为熟悉的情景出发，引入功率的物理意义，让学生较容易地掌握功率这一概念.对于额定功率，本节课采用具体实例一一爷爷和孙女上楼，引导学生对爷爷与孙女上楼做的功、时间、快慢等进行分析，使学生正确理解额定功率这一概念.对于功率公式的应用，本节课利用课件模拟汽车的两种启动方式，从具体的运动情景入手，使学生能较容易地运用所学知识解决具体的问题.分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式.学习任务分析：本节课中学生要重点学习功率的概念、功率公式的应用这两方面的内容.功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量.教师在引入新课时，从学生比较熟悉的情景出发，让学生形成正确的功率概念，明确功率的物理意义.要使学生确切地理解公式P=Fv的意义，通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解.学习者分析：学生已经具有相当丰富的生活知识和生活经验，接触过许多与功和功率有关的事物和现象，并且通过对速度、加速度等概念的学习，知道如何去描述一个物理量变化的快慢，教师只需要将其迁移过来即可.但是，学生对瞬时功率的理解存在困难，他们会认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功，更谈不上功率了.因此，教师一开始讲解功率的概念和物理意义是很有必要的.教学目标：一、知识与技能1.理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义.人明厂2.知道1,的运用.二、过程与方法分析汽车的启动过程，形成知识的迁移.三、情感态度与价值观感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理的兴趣.教学准备：投影仪、投影片、录像资料、CAI课件.教学重点难点：重点：理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率.难点：正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功教学过程:r教师行为学生行为设计意图］新课引入：（复习）复习上节前面一节课我们学习了有关功的一些知识，比如功的概念、课的内容，能功的公式以及求解功的一些方法，下面请同学们回忆一下，力对让学生很快投物体所做的功的求解公式是什么？入新内容学习学生回答：学生回忆复习.之中.能温故W=Fxcosa而知新，对后F:恒力面的学习将起x：力的作用点的位移到重要的启发a:F与X的夹角\n74播放多媒体素材（视频）或画面用挖掘机挖土和一个工人单独挖土哪一种方法更快？图中的情景说明了什么问题?还有哪些类似的例子？（启发思考）新课教学：通过这个例子，我们知道，力对物体做功不仅有多少的问题，还有快慢之分，今天我们就来学习表示物体做功快慢的物理量——功率.［板书：第二节功率］一、功率通过上述例子，我们知道了功率的物理意义：1.物理意义：表示物体做功快慢的物理量.了解了功率的物理意义，同学们可能会想，到底什么是功率？功率的定义是什么，如何求解功率呢？带着这些问题，我们接着看下面的问题.例例题一］如果力Fi对甲物体彳^功为Wi,所用时间为3;力F2对乙物体彳脱功为W2,所用时间为t2,在下列条件下，哪个力做功快？A.Wi=W2ti>t2B.Wi=W2tiW2ti=t2D.Wi0,重力势能Ep减少，减少的值等于重力所做的功.同理，当物体上升时，重力做负功，重力势能Ep增加，增加的值等于重力所做的功.要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功.R师生1共同总结归纳.3.重力势能与重力做功:⑴重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加.⑵重力做功等于重力势能的改变量Wg=Epi—Ep2=-AEp.R生1实例分析：课本第69页“练习与评价”第2、3题.教学环节3:弹性势能的概念.R师1结合图片提出问题：什么叫弹性势能？这种能量有什么特点？R生1观察思考与讨论交流.三、弹性势能1.物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能.放松过程中,R师1结合图片提出问题：弹性势能的影响因素是什么？发条上得越紧,它释放的能量就越大，这说明了什么?R生1观察思考与讨论交流2.物体的形变越大，弹性势能就越大.3.弹性势能和重力势能统称为势能.教学环节4:势能是系统所共有的R生1阅读理解：教材第69页内容.\n87R师］提出问题：(1)若没有地球，物体是否具有重力势能？(2)若弹簧一端不固定，弹簧是否具有弹性势能？(3)你怎样理解势能是系统所共有的？R师生1讨论交流，归纳总结.四、势能是系统所共有的1.重力势能是地球与地球附近物体所组成的系统所共有的.2.弹性势能是弹性装置与受弹力作用物体所组成的系统所共有的.R生1实例分析：教材第69页“练习与评价”第4题.课堂小结：1.通过本节，你学到了什么？2.重力做功会引起重力势能的变化.那么，什么力做功会引起动能的变化呢？(问题1是为了引导学生回顾总结本节所学知识和方法；问题2的提出是为了引发学生思考，引导学生预习新知识，体现教学的连续性.)教学流程图：学习效果评价：(略)根据教学实际来设计教学反思：本节教学设计符合新课标要求，设计的教学情景，有利于激发学生的学习兴趣.问题的设计有助于学生思维活动的展开，媒体手段的运用恰当、丰富，有利于教学目标的实现,能为学生提供有效的学习指导.学生活动的设计是本节的亮点，学生通过观察思考、猜想假设、探究活动、研讨交流和理论推导及实例分析等能较好地掌握动能、势能的概念.本节课充分调动了学生积极参与课堂活动的积极性，培养了学生的逻辑推理等思维能力，有利于培养学生的科学素质.多数学生能达到教学目标的要求，部分学生能灵活解决问题.在学生学习新知识、解决新问题的过程中，始终注意在学生原有的知识结构上加以引\n87导和深化，符合学生的认知规律.在教学的过程中，教师注意把握好角色，在思考和体验上不包办代替，不急于求成，充分体现了学生的主体性.学习过程的设计，注意了科学研究方法的渗透与体验，体现了新课标既关注结果（知识的掌握）又关注过程（学习知识的过程体验）的理念.\n87动能定理教学设计思路：新课程改革强调改变过于注重知识的传授和过于强调接受学习的状况，倡导学生主动参与、乐于研究、勤于动手，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，并强调使获得知识、技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程，培养学生的探究精神、创新意识和实践能力.动能定理是高中物理中十分重要的内容，是中学阶段处理功能问题使用频率最高的物理规律.本节课的设计目的就是希望通过实际问题的引入，使学生经过理论和实验探究得出基本的物理规律.本节课的主要方法是学生在已有知识的基础上，通过讨论、分析以及探究，并在教师的指导下，得出新的物理规律，进一步利用新的规律解决一些简单问题，希望对提高学生的动手实验、分析问题和应用定理解决问题的能力有所帮助.学习任务分析：在已经学习了功的概念和计算以及动能的概念的基础上，进一步定量地确定力对物体做功与物体动能的变化关系.通过对动能定理的推导，理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义.学生分组实验探究力对物体做的功与物体动能变化之间关系.通过对实际问题的分析，掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点.通过对动能定理的应用感悟量变（过程的积累）与质变（状态的改变）的哲学关系.学习者分析：学生在学习本节内容之前已经掌握了功的基本概念，并能够运用功的定义公式正确计算不同的力所做的功.并且学生已经学习了动能和势能的概念，掌握了动能的计算公式，初步建立了动能变化的概念.学生已经掌握了基本的动力学知识和利用打点计时器研究匀变速直线运动的方法，具备了研究做功与动能变化关系的知识基础和能力.教学目标：一、知识与技能1.理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系.2.能够理解动能定理的推导过程，知道动能定理的适用条件.3.能够应用动能定理解决简单的实际问题.二、过程与方法1.通过动能定理的推导，使学生理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义.2.通过学生分组实验，探究力对物体做功与物体动能的变化之间的关系.3,通过对实际问题的分析，掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点.三、情感态度与价值观1.通过对动能定理的理论推导和实验探究，培养学生对科学研究的兴趣.2.通过对动能定理的应用感悟量变（过程的积累）与质变（状态的改变）的哲学关系.教学准备：多媒体电脑及大屏幕投影、打点计时器、小车、测力计、纸带、祛码.教学过程：一、引入新课：创设物理情境，引发学生思考1,播放视频录像，从实际生活现象出发提出问题.教师播放一段有关球赛的视频片段.提出问题：录像中，球员射入精彩进球，对此球\n87进行分析，球被踢出时的瞬间速度达到了216km/h,而标准足球的质量为410克，请同学们从所学物理知识的角度分析，足球的动能为什么会发生改变呢？学生讨论.2.对“动能的变化”原因的初步探究.教师启发：前边我们学过，力对物体做功会对应某种形式的能的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化，那么什么原因使物体的动能发生变化呢？(1)多媒体演示实验.实验1:小球在空中下落的过程，重力做正功，动能增大.实验2:沿粗糙平面滑动的小车由运动到静止，由于摩擦阻力做负功，小车的动能减小.(2)学生观察实验现象.(要求学生观察物体在运动过程中的受力情况、各力做功情况，及物体动能的变化情况，对于现象进行讨论，由学生代表说出.)(3)引导学生得出：外力做功(牵引力、阻力或其他力等)是物体的动能改变的原因.二、探究过程：合外力做功和物体动能的变化1.理论探究外力做功与物体动能的变化之间的定量关系.教师提供以下几种物理情境，运用牛顿运动定律推导外力做功与物体动能的变化之间的定量关系.用多媒体展示情境1:质量为m的物体，在光滑水平面上，在与运动方向相同的水平外力F的作用下，发生一段位移L,速度由V1增加到V2.情境2：质量为m的物体，在粗糙水平面上，在摩寸^力Ff的作用下，发生一段位移L,速度由V1增加到V2.情境3:质量为m的物体，在粗糙水平面上，在与运动方向相同的水平外力F和摩擦力Ff的作用下，发生一段位移L,速度由V1增加到V2.学生分组推导，将结论填入下面的表格中，并用语言表述本小组的结论.物理情境J灯『1一/--.力2-%L=—唐片--视V；ill3FL—F3L=q■阳v：-；加呢教师在学生表述自己得出的结论(各组的结论)后，引导学生得出动能定理的具体内容，即合外力对物体所做的功等于物体动能的变化，可以表示为：2.实验探究(分组实验研究)合外力做功和动能变化的关系.教师指导学生进行实验.(1)实验目的：研究合外力做功和物体动能变化之间的定量关系，得出关系式.\n87(2)介绍实验器材:电磁打点计时器，一端附有滑轮的光滑长木板，小车，纸带,细绳，祛码，弹簧测力计，小盘，刻度尺，导线，电源.(3)实验过程：把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路.在实验小车上先固定一个弹簧测力计，测力计的一端连接轻绳，使细绳跨过定滑轮，挂一个小盘，盘内放上祛码，盘与祛码的总质量远小于小车的质量，测力计的示数为小车受到的拉力F,把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后端.把小车停在靠近打点计时器处，接通打点计时器电源后，放开小车，小车在细绳拉力作用下拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，记录下纸带(即小车)移动的规律.换上新纸带，重复实验几次，从几条纸带中挑选点迹清晰的纸带进行测量.在挑选的纸带上，记下第一个点的位置O,并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4、……并量出各点到位置O的距离，这些距离就是小车运动到点1、2、3、4……时经过的距离XI、X2、X3、X4小车的运动可认为是匀变速直线运动，因此可根据时间t内的平均速度等于该时间中点t/2时刻的瞬时速度，计算出小车在打下点2、3、4……时的瞬时速度V2、V3、V4……进而计算出小车运动到2、3、4……过程中合外力对它做的功W以及所增加的动能妞匚，并填入表格，在图上再出处一附图像.从实验数据和图像可以得出什么结论？学生讨论：如果长木板表面比较粗糙，小车与木板之间的摩擦不可忽略，需要采取哪些措施？通过上面的实验可以得到合外力所做的功W与物体动能的改变量AEk之间的关系W=AEk这与通过理论推导得出的结论是一致的.1.结论：合外力所做的功等于物体动能的变化，这称为动能定理.表达式W=AEk(1)学生讨论：①当合外力做正功时，物体动能如何变化？②当合外力做负功时，物体动能如何变化？学生回答：①当合外力做正功时，物体动能增加.②当合外力做负功时，物体动能减小.\n87(2)教师提出问题：当物体受变力作用，或物体做曲线运动时，如何计算物体动能的变化？教师引导学生分析，当物体受变力作用，或物体做曲线运动时，可把过程分解成许多小段，按照受恒力作用的直线运动求解.通过理论分析和实验证明，同样能得到动能定理.（三）动能定理的应用应用一：为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速vmax=120km/h，假设前方车突然停止，后面车司机发现这一情况，从制动操作到汽车开始减速需要通过的位移为17m，制动时汽车受到的阻力为汽车受到的重力的0.5倍，该高速公路上汽车间的距离至少应为多大？（g=10m/s2）分析：路面阻力对汽车做负功W=-0.5mgx,汽车的动能减小直至为零.由动能定理1三-05朋=*附%W=AEk,则上可得汽车制动后的滑行距离为：昌骷11加所以汽车之间的距离至少是x总=128m应用二：足球被运动员踢出时的瞬间速度达到了216km/h,足球的质量为410克，求运动员对足球所做的功是多少？分析：运动员对足球做的功转化为足球的动能，由动能定理W=AEk,则13一掰AW人=2—0=738J教学流程图:学习效果评价：（略）根据教学实际来设计教学反思：一、教学设计中的特色1.注重以实际问题为基本出发点，引导学生思考，增强学生的兴趣.\n871.注重以学生为主体，学生参与整个探究过程.通过科学探究过程，使学生体验科学研究方法，同时获得知识、掌握技能.二、教学设计后的思考1.突出了教师的主导作用和学生的主体地位在本节课的教学过程中教师是“导演”，而学生是学习的“主角”，他们主动地学习,积极地参与问题的分析、讨论，认真地动手进行实验，从被动地接受知识中解放出来，在自主的氛围中获得知识，从而提升自己的能力.在这样的学习过程中，学生增强了自主学习的意识，不仅意识到自己是学习的主人，而且在实践中体会到利用所学知识亲身探究、分析、讨论最终“自己”得出科学理论的乐趣，从而也增强了学习的兴趣；自主学习过程提高了学生发现问题、思考问题、解决问题的能力，提高了学生自身的素质.2.如何在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究在我们的课堂教学中，要鼓励学生发表自己的见解、提出自己的问题，更要鼓励问题小组内和问题小组间对问题的交流、合作和探究，这是新课标和新课程所反映的一个基本理念.但是，相对而言，探究有时是一个较长的过程，在有限的课堂时间内，学生实际的合作探究过程有时显得较长.本教学设计由于受到授课时间的限制，在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究，教师应起必要的指导作用.教师必须在保证学生自主、合作探究的前提下做好引导，这确实也是在新的教学方式下对教师提出的更高要求，需要我们在实践中不断深入研究和探索.有效的探究过程，一方面可以使学生获得新的知识，更重要的是可以不断增强学生的科学素养，使学生掌握研究问题的科学方法，这也正是物理教师的责任.\n87机械能守恒定律教学设计思路：本节课的教学设计努力遵循教育部颁发的《普通高中物理课程标准》倡导的“促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教学理念.在课堂教学中结合大量学生熟悉的生活实例（如小孩坐滑梯等），利用学生身边的日常器具（如圆珠笔等）展开探究，让学生参与实验，使教学贴近学生生活，联系社会实际，激发学生的求知欲.教学沿着主观感受-猜想与假设-实验探究-理性探究-归纳总结-运用知识解决实际问题-拓展延伸这一条探究之路，使学生真正理解机械能守恒定律的物理意义及其应用，并从中体会科学的研究方法，体会物理规律对生活实践的作用.教学从学生的实际出发，使学生在情感态度与价值观方面受到熏陶，发展对科学的好奇心和求知欲，引导学生用身边的物品研究物理学问题，运用物理原理和研究方法解决实际问题.并且把评价渗透在学习过程中，帮助学生认识自我，建立自信，促进学生在原有水平上发展，努力促使学生成为一个研究者.学习任务分析：能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，对辩证唯物主义思想的确立起了重要作用，是学生树立辩证唯物主义观点的重要基础之一；能量转化和守恒思想贯穿整个高中教材，是认识自然、掌握自然规律的重要“工具”.机械能守恒定律起着承前启后的作用，是学生必须牢固掌握的一个重要规律.本节是这一章的核心，学生在初中已经学习了动能、势能、机械能的基本概念，在高中又进一步进行了深入、系统的学习，在本节之前又学习了动能定理，为本节理论探究奠定了基础.教学设计中对于机械能守恒定律的得出，先由定性分析到定量实例探究，再结合一般过程做理论推证，然后总结出定律，阐释机械能守恒的实质，最后具体应用.符合由特殊到一般再到特殊的认知规律，并且探究、推理的过程，有利于培养学生的演绎推理能力、分析归纳能力和探索发现能力，领悟物理学研究方法和提高创造性思维能力.在教学过程中，根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合.本节课的重点和难点是机械能守恒定律的物理意义及其应用.建议：2课时.学习者分析：学生在学习本节内容之前，已经系统学习过有关重力势能、动能的知识，同时已经较扎实地掌握了动力学的分析方法，知道直线运动、曲线运动的处理方法，已经完全具备了研究和学习机械能守恒定律的能力.教学目标：一、知识与技能1.知道物体的动能和势能可以相互转化；会分析动能和势能相互转化的实例.2.理解掌握机械能守恒定律的内容和适用条件.3.掌握机械能守恒定律的表达式.4.会判定具体问题中机械能是否守恒，会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题.5.了解自然界中存在多种形式的能量，知道能量守恒定律是最基本最普遍的自然规律之一.二、过程与方法1.让学生通过已有的日常生活和实践中能量转化的经验，猜想动能和势能转化过程中的定量关系.2.让学生通过设计和实验，体验科学探究的过程和方法.3.通过应用体会机械能守恒定律在实际生活中的作用.三、情感态度与价值观1.让学生感悟能的转化与守恒定律在物理学中以及在自然科学中的重要地位.感悟能的转化与守恒定律为不同学科的沟通与联系搭建了桥梁，使学生领略自然界的奇妙与和谐.2.体会科学探究中的守恒思想，培养探究自然规律的科学态度，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优点，形成科学的价值观.3,通过对机械能守恒定律的学习，体会用“转化”和“守恒”的思想去思考问题.教学准备：多媒体素材：自行车下坡、小孩坐滑梯、小孩荡秋千、运动员撑杆跳高、蹦极运动、翻滚过山车、上海明珠线轻轨车站、永动机不能实现视频.实验器材：金属球、悬线、铁架台、传感器、计算机、弹簧、过山车模型、尾部带弹簧的圆珠笔.\n87教学过程：一、新课引入实验1:取一金属球，用线把它悬挂起来做成单摆，请一位学生靠墙站立，头倚在墙壁上，使金属球偏离平衡位置，且使金属球与学生的鼻子刚刚接触，然后释放金属球.当金属球摆回时，学生会感到非常紧张，担心会碰到鼻子.但金属球并没有碰到学生的鼻子，引起学生兴趣.教师提出问题：为什么金属球不会碰到鼻子？指导学生分析金属球在摆动过程中动能与重力势能的变化，并猜想机械能变化的特点.二、实验探究实验2:如图所示，将金属球用细线悬挂起来固定在黑板上部（在黑板上画出相应的水平线），让金属球摆动，通过实验发现，小球可以摆到跟释放点等高处.再用一个钉子固定在黑板上某点挡住细线，再观察，发现金属球仍可以摆到跟释放点等高处.教师引导学生分析、讨论实验现象所展示的能量转化特点及做功情况：小球在摆动过程中通过重力做功，势能与动能互相转换.重力做正功，重力势能减少，动能增加；重力做负功，重力势能增加，动能减少.实验3:借助传感器测出金属球在不同位置的速度大小，利用计算机的数据处理功能计算出金属球在不同位置的动能、重力势能的大小.学生通过分析实验数据，发现金属球在摆动过程中动能与重力势能的变化规律与猜想一致，得出机械能的总量不变.三、观察与思考多媒体播放1:自行车下坡、小孩玩滑梯、小孩荡秋千、运动员撑竿跳高.教师通过视频再现一些学生生活中熟悉的机械能转化的实例，引导学生分析在这些过程中机械能转化的特点和做功的特点，并提示学生猜想在这些过程中机械能是否守恒吗？机械能守恒的条件是什么？提醒学生注意图4-5-1、4-5-2中都忽略了空气阻力及其他摩擦阻力，在这种情况下只有重力做功，物体的动能、势能相互转化，总量不变.但实验2中金属球摆动多次后最高点会逐渐降低，这就是空气阻力的作用.四、理性探究教师做出一些提示，学生进行自由落体、竖直上抛及课本图4-5-3的平抛运动的理性探究，分析动能和重力势能的转化特点，各状态的机械能特点及做功情况.五、得出结论：机械能守恒定律及其条件总结实验探究和理性探究结果，教师指出：科学家们进行的大量实验研究和大量事实表明，在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变.这就是机械能守恒定律.给出机械能守恒定律的表达式.教师还需要指出：虽然我们是从有限的几个具体实例中归纳出了机械能守恒定律，但至今人类还未发现在上述条件下机械能不守恒的反例，因此这是一个普遍规律，这种归纳法也是科学研究中常用的方法.实验4:放开被压缩的弹簧，弹簧可以把跟它接触的小球弹开去.实验5:学生将尾部带有弹簧的圆珠笔的尾部朝下放在桌上，将笔向下压，然后松手.多媒体播放2:蹦极运动视频.通过上述实验及视频播放，教师指出：不仅重力势能和动能可以相互转化，弹性势能和动能也可以相互转化.六、机械能守恒定律的应用多媒体播放3:翻滚过山车视频.—提出问题，引起思考：坐过山车前必须做什么准备?（系安全带）不系安全带会怎样?"""（人会掉下来）最有可能从何处掉下来？（竖直圆轨道顶端）不系安全带一定会掉下来吗？学生疑惑、思考.\n87实验6:请学生代表进行“小球在竖直圆形轨道内侧运动”的模拟实验，从不同高度释放小球，观察小球的运动情况.在学生初步体会出小球能否通过最高点与小球释放的高度有关后，教师进一步提出：⑴要使小球通过圆弧轨道的顶端时不掉下来，小球在顶端时的速度至少为多大？⑵如果忽略摩擦阻力，小球的初位置必须比轨道地段高出多少？⑶小球最初的实际高度必须大于这个理论值，为什么？（分析及解答略）学生思考后交流.多媒体播放4:上海明珠线轻轨车站视频.教师提出问题：你知道站台做成这样一个小坡有什么好处吗？学生共同讨论教材第76页例题（题及题解略）教师指出：应用机械能守恒定律解题简洁便利，不仅适用于直线运动，也适用于做曲线运动的物体.在运用过程中要关注定律的适用条件以及一些解题基本方法.分析以上解题过程归纳出：应用机械能守恒定律解题的基本步骤.1,根据题意，选取研究对象（物体或相互作用的物体系）.2.分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件.3.若符合条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值.4.根据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解.七、能量守恒定律指导学生阅读教材第77页内容，回答问题：能量守恒定律的内容是什么？风力发电是什么能转化成什么能？化学上电解食盐的过程，是什么能转化成什么能？举出一些生活中能量守恒的实例.为什么说能量守恒定律是自然界最普遍的基本规律？八、永动机不可能实现多媒体播放4:永动机不能实现视频.思考：永动机为什么不能实现？课外拓展：查找有关永动机的资料，以及几种典型的永动机设计方案，与同学交流，分析永动机不可能实现的原因.教学流程图：学习效果评价：（略）根据教学实际来设计教学反思：教学设计注重以学生为主体，鼓励学生发表自己的见解、提出自己的问题，提倡学生的合作交流，这是新课标和新课程所反映的一个基本理念.无论是问题情景的创设还是对问题的探究，都努力创造条件让尽量多的学生参与.课堂教学结合大量学生熟悉的生活实例（如小孩坐滑梯等），利用学生身边的日常器具（如圆珠笔等）展开探究，让学生参与实验，使教学贴近学生生活，联系社会实际，利用传感器，将现代科技设备应用于课堂，并结合现代信息技术使定量实验的数据处理快速简便.在理性探究的实例选择方面，还应让学生充分讨论，这样既能复习已学知识又能加深对机械能守恒定律的理解，但由于时间所限，教学设计中直接给出了两种模型.如何在有限的课堂时间内进行最具实效的探究活动是一个值得研究的新课题，今后还应在实践中深入研究和探索.\n89