1、【設(shè)計(jì)思想】本教學(xué)設(shè)計(jì)以新課程的三維目標(biāo)為依據(jù)，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的新型師生關(guān)系，強(qiáng)化情感、態(tài)度與價(jià)值觀的教育，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。力圖在教學(xué)中營(yíng)造活躍、寬松的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生合作探究，為學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生的交流與合作創(chuàng)設(shè)更多的機(jī)會(huì)，也為教學(xué)活動(dòng)中的“生成”搭建舞臺(tái)。其設(shè)計(jì)特色有二，其一，密切聯(lián)系和關(guān)注時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步（火車提速）；其二，創(chuàng)造性地利用現(xiàn)代化儀器和設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)為教學(xué)服務(wù)，突破教學(xué)難點(diǎn)。【教材分析】課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。這就要求學(xué)生首先要知道什么是向心力，明確向心力與向心加速度的關(guān)系，然后應(yīng)用牛頓第

2、二定律布列方程。本課內(nèi)容是圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用，是牛頓第二定律的重要應(yīng)用之一，學(xué)習(xí)它有助于了解物理學(xué)的特點(diǎn)和研究方法，體會(huì)物理學(xué)在生活中的應(yīng)用以及對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，同時(shí)也為后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。這節(jié)內(nèi)容安排2課時(shí)，這是第1課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)。【學(xué)情分析】在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)了描述圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量（如線速度、角速度、向心加速度等）和向心力；并已知道對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)，盡管這時(shí)曲線各個(gè)地方的彎曲程度不一樣，但在研究時(shí)只要取足夠短的一小段，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理；但學(xué)生對(duì)向心力的理解還不夠透徹，存在一些錯(cuò)誤的前概念，例如部分學(xué)生錯(cuò)誤地理解為因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了向心力。處

3、于高一階段的學(xué)生，其思維習(xí)慣中形象思維占的比例還比較大，邏輯思維的能力有待進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和提高；對(duì)于物理學(xué)科特定的研究方法和分析方法已有了一定的了解，但還不是非常的熟練，有待進(jìn)一步地培養(yǎng)。【教學(xué)目標(biāo)】（1）鞏固向心力和向心加速度的知識(shí)；（2）會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源；（3）會(huì)用牛頓第二定律解決生活中較簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。【教學(xué)重點(diǎn)】用牛頓第二定律列方程【教學(xué)難點(diǎn)】A. 分析具體問(wèn)題中向心力的來(lái)源；B. 理解超重和失重。【課前準(zhǔn)備】電子秤；自制軌道；小球；紙箱；數(shù)碼相機(jī)；三角架；電腦多媒體。【教學(xué)過(guò)程】1. 引入課題師：生活中圓周運(yùn)動(dòng)的例子很多，你能列舉一些嗎？生：師：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)是多種

4、多樣的，大家都知道圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，你能談?wù)剬?duì)向心力的認(rèn)識(shí)嗎？生1:向心力總是指向圓心的；生2:向心力是按力的作用效果命名的力，并且是由其他力來(lái)提供的；師：組織、鼓勵(lì)學(xué)生向老師提問(wèn)有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。生：積極提問(wèn)。師：對(duì)學(xué)生的提問(wèn)，教師首先要肯定其勇氣，并告訴學(xué)生他們所提的問(wèn)題多數(shù)會(huì)在這堂課中得到解決，這堂課將深入分析圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)特例，解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的關(guān)鍵是分析向心力的來(lái)源，應(yīng)用的規(guī)律仍然是牛頓第二定律，與前面所學(xué)的知識(shí)大同小異。點(diǎn)評(píng)：傳統(tǒng)教學(xué)中常見(jiàn)的是老師問(wèn)、學(xué)生答，學(xué)生處于被動(dòng)的地位。而現(xiàn)在推行的新課程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，因此我們要把提問(wèn)權(quán)還給學(xué)生。“提出問(wèn)題往往比解決問(wèn)題更重要”，善

5、于提出問(wèn)題或發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是學(xué)生自主學(xué)習(xí)與主動(dòng)探求知識(shí)的生動(dòng)表現(xiàn)。在質(zhì)疑狀態(tài)下的學(xué)生取之所需，求知欲強(qiáng)，學(xué)生主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中去，學(xué)習(xí)興趣高，學(xué)習(xí)效率高。2. 實(shí)例1拐彎（水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）師：首先，讓我們一起來(lái)看汽車拐彎（播放一段汽車拐彎側(cè)翻的視頻，如圖1）。7生：觀察和思考（學(xué)生興致高漲）師：汽車為什么沒(méi)能安全拐彎呢？影響汽車能否安全拐彎的因素又有哪些呢？相信這些正是同學(xué)在思考的問(wèn)題，請(qǐng)同學(xué)們用物理學(xué)的方法來(lái)分析一番（投影汽車拐彎示意圖，如圖2）。（提示先是受力分析，然后分析由誰(shuí)來(lái)提供向心力，最后應(yīng)用牛頓第二定律列出動(dòng)力學(xué)方程，分析供求關(guān)系。）生：汽車受到的力有重力、支持力、牽引力、摩擦力。其

6、中向心力由沿轉(zhuǎn)彎半徑指向里面的靜摩擦力提供（教師在圖2中畫出）。師：那圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力是什么呢？生：是2mv師：如果要讓汽車安全拐彎需要滿足怎樣的關(guān)系？（即動(dòng)力學(xué)方程）生：動(dòng)力學(xué)方程為2mv。R師：汽車沒(méi)能安全拐彎的原因是什么？生：是因?yàn)槠囁俣忍螅蚨枰南蛐牧μ螅蛘哒f(shuō)靜摩擦力提供的向心力不夠大。師：那在怎樣的情況下汽車恰好能安全拐彎呢？生：最大靜摩擦力等于拐彎所需要的向心力。師：板書umg2mvor，并指明0為臨界速度。那么，在不改變汽車行駛速度的情況下,要讓汽車安全拐彎，我們可以怎么辦？生：增大摩擦因數(shù)、減小汽車質(zhì)量、增大轉(zhuǎn)彎半徑。師：減小汽車質(zhì)量，真的可以轉(zhuǎn)危為安嗎？2生思

7、索后發(fā)現(xiàn)，umg晉等式兩邊質(zhì)量可以消去，即與質(zhì)量無(wú)關(guān)。師：剛才我們根據(jù)摩擦力提供向心力分析了汽車拐彎的安全問(wèn)題，有沒(méi)有辦法讓其他力來(lái)提供向心力呢？停頓一段時(shí)間后展示賽車跑道圖片（如圖3）。圖3圖4生：觀察和思考后發(fā)現(xiàn)，可以讓路面傾斜。師：引導(dǎo)學(xué)生用物理知識(shí)分析為什么讓路面傾斜可以增加拐彎的安全性。生：先是受力分析，然后進(jìn)行力的合成或力的分解來(lái)分析向心力的來(lái)源，并與同學(xué)討論、交流其正確性。師：巡視并及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，如將重力和支持力的合力畫成沿斜面向下。提醒學(xué)生向心力必須指向圓心，因而肯定是在水平面內(nèi)。展示公路拐彎處的限速牌（如圖4），請(qǐng)學(xué)生分析在確定限速值時(shí)需要考慮哪些因素？生：公路的傾斜程

8、度，摩擦因素，轉(zhuǎn)彎半徑以及車流量等。師：學(xué)習(xí)了與汽車拐彎有關(guān)的物理知識(shí)后，再讓我們來(lái)看看火車，火車是當(dāng)今社會(huì)的重要交通工具之一（展示火車圖片，如圖5）,可你有仔細(xì)觀察過(guò)火車車輪與鐵軌的構(gòu)造嗎？（展示圖6）請(qǐng)描述它們的特點(diǎn)？圖5圖6生：輪緣半徑大于車輪半徑，軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。師：如果鐵路彎道是水平的，那么火車拐彎時(shí)將會(huì)出現(xiàn)什么情況？生：火車輪緣會(huì)擠壓鐵軌。師：追問(wèn)是外軌還是內(nèi)軌？生：是外軌。師：火車質(zhì)量大，速度也大，因此所需的向心力大。外軌長(zhǎng)期受到強(qiáng)烈擠壓就會(huì)損壞。你能想辦法改進(jìn)一下嗎？生：（聯(lián)想到賽車跑道）使鐵路彎道傾斜。師：如果能根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑R和火車速度V來(lái)設(shè)計(jì)內(nèi)、外軌高度差或傾斜

9、角，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要的向心力剛好由重力和支持力的合力來(lái)提供，那么外軌就不再受輪緣的擠壓，從而可以大大延長(zhǎng)使用壽命（動(dòng)畫演示）。請(qǐng)同學(xué)們寫出這種情況下牛頓第二定律的表達(dá)式？2生：卩向=卩合=mgtanV.。師：可是現(xiàn)實(shí)中，鐵路建造完工后，傾斜角和轉(zhuǎn)彎半徑R就已確定，因此要使外軌不受輪緣的擠壓，應(yīng)該調(diào)整火車的行駛速度。請(qǐng)求出這個(gè)速度？2生：mgtan-,v0gRtan。R師：那么，火車如果不是按此速度行駛，會(huì)怎么樣呢？生：討論和交流后得到：VVo，外軌產(chǎn)生彈力起輔助作用；vVo，內(nèi)軌產(chǎn)生彈力起輔助作用。師：（投影）今年4月18日，我國(guó)鐵路進(jìn)行了第六次大提速，時(shí)速將達(dá)200公里以上，這必將為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)

10、騰飛注入新的活力。假設(shè)你是一位從事鐵路設(shè)計(jì)的工程師，你認(rèn)為火車提速有必要對(duì)鐵路拐彎處進(jìn)行改造嗎？應(yīng)如何改造？生：分析、討論和交流。點(diǎn)評(píng)：傳統(tǒng)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)的是如何把知識(shí)講清楚、講透徹，而新課程強(qiáng)調(diào)的是自主探究，充分展示過(guò)程和方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的多樣化，貫徹從生活走向物理，從物理走向社會(huì)，突出STS思想，展現(xiàn)物理學(xué)科的人文價(jià)值。通過(guò)汽車拐彎問(wèn)題的分析，為學(xué)生自主探究火車拐彎的問(wèn)題搭設(shè)了臺(tái)階，并緊密聯(lián)系到我國(guó)最近的第六次火車大提速，由于賦予了實(shí)踐的背景，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，物理知識(shí)被活化了，學(xué)生跟物理學(xué)的距離便一下子拉近了許多，同時(shí)，也讓學(xué)生因?yàn)楫?dāng)了一回工程師而獲得了一次很好的情感體驗(yàn)。3. 實(shí)

11、例2過(guò)橋（豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）師：（投影拱橋照片，如圖7）請(qǐng)看大屏幕，生活中我們經(jīng)常會(huì)看到美麗的拱形橋，而很少見(jiàn)到凹形橋，那拱形橋有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？（照片與模型對(duì)不上）圖8生1:拱形橋可以讓更大的船只通過(guò)，利于通航。生2:發(fā)洪水的時(shí)候，拱形橋在相同的時(shí)間內(nèi)可以流過(guò)更多的水，利于泄洪。/生3:更加堅(jiān)固、美觀。師：當(dāng)你騎自行車快速通過(guò)凹凸不平的路面時(shí)，不知道你有沒(méi)體會(huì)到過(guò)與平路不一樣的感覺(jué)？生：有，有時(shí)感覺(jué)飄起來(lái)，有時(shí)屁股震得好痛。師：為什么會(huì)這樣呢？讓我們來(lái)分析一下，（投影）設(shè)橋面圓弧半徑為R,質(zhì)量為m的汽車在拱橋上以速度v前進(jìn)（如圖8）,問(wèn)汽車通過(guò)拱橋最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力多大？（提示分析步驟：受力分

12、析、確定向心力、列方程）生：討論和交流，由代表陳述：是重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有，mv2mgFn,再根據(jù)牛頓第三定律，汽車對(duì)橋面的壓力比重力小，發(fā)生了失重現(xiàn)象。R師：那如果是凹形橋又會(huì)怎樣呢？生：分析。師：我們可以用模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)和證明我們的分析。同時(shí)出示電子秤、自制軌道，闡明軌道相當(dāng)于凹形橋，而電子秤可以顯示壓力大小，用小球在軌道上運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬汽車通過(guò)凹形橋的情景。實(shí)驗(yàn)時(shí)先把軌道和小球放在電子秤上稱，并將電子秤置零，然后移開(kāi)小球，電子秤顯示示數(shù)為負(fù)。將小球從軌道高處釋放前，提示學(xué)生注意觀察電子秤示數(shù)的變化，然后釋放小球，并問(wèn)學(xué)生觀察到了什么？又說(shuō)明了什么？生：觀察到電子秤

13、上示數(shù)中的負(fù)號(hào)有一瞬間消失了，說(shuō)明出現(xiàn)了超重現(xiàn)象。師：剛才的實(shí)驗(yàn)中，示數(shù)變化很快看不清楚，我們可以用數(shù)碼相機(jī)將其拍下一幀一幀地看（請(qǐng)學(xué)生協(xié)助拍攝，然后將其信號(hào)投影至大屏幕播放慢鏡頭，選取幾張截圖如圖9）。圖9生：清晰地看到小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)示數(shù)為正，過(guò)最高點(diǎn)時(shí)示數(shù)為負(fù)。師：這說(shuō)明了什么？生：示數(shù)為正說(shuō)明發(fā)生了超重現(xiàn)象，示數(shù)為負(fù)說(shuō)明發(fā)生了失重現(xiàn)象。點(diǎn)評(píng)：新課程強(qiáng)調(diào)充分利用課程資源，讓現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備為物理教學(xué)服務(wù)，創(chuàng)設(shè)形象生動(dòng)的物理情景，豐富物理教學(xué)的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。汽車過(guò)拱橋時(shí)的失重現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)中并不明顯，學(xué)生較難體會(huì)到，即使學(xué)生體會(huì)到了也不太會(huì)跟物理知識(shí)聯(lián)系

14、起來(lái)。為了突破這一教學(xué)難點(diǎn)，筆者采用了電子秤，但小球在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，示數(shù)變化太快而看不清楚，只看到有一瞬間負(fù)號(hào)消失，又利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能使示數(shù)變化的整個(gè)過(guò)程清晰可見(jiàn)，令學(xué)生嘆為觀止。師：試想如果汽車的速度很大，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?生：將會(huì)“飛”起來(lái)。師：（投影地球圖片，如圖10）地球可以看作一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球半徑（約6400km）,如果地面上行駛的汽車速度足夠大，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？試想這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？他這時(shí)可能有什么感覺(jué)？圖10生：（表現(xiàn)得很有興趣）積極思考和分析。師：在學(xué)生表述的基礎(chǔ)上，闡明如果汽車速度足夠大，那將可以飛離地球而成為人造衛(wèi)星,這時(shí)，地

15、球這座拱橋就“形同虛設(shè)”了，相關(guān)的知識(shí)我們將會(huì)在后面學(xué)習(xí)。點(diǎn)評(píng)：許多物理知識(shí)間存在緊密的聯(lián)系，為了使學(xué)生更容易理解和掌握知識(shí)的來(lái)龍去脈，物理教學(xué)要有全局的觀念，當(dāng)前知識(shí)的教學(xué)要有利于學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)知識(shí)，合理設(shè)置“接口”。4. 課堂小結(jié)師：通過(guò)這堂課的學(xué)習(xí)，你學(xué)到了什么？（鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)言并輔以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和提示）生：踴躍發(fā)言。師：肯定學(xué)生的發(fā)言，并在學(xué)生發(fā)言的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確本堂課的主要知識(shí)和方法。5. 作業(yè)布置利用假期時(shí)間，實(shí)地調(diào)查某公路拐彎處的傾斜情況，并查看路邊的限速牌，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，從理論上進(jìn)行分析并對(duì)其限速值的合理性作出評(píng)價(jià)，填寫學(xué)生探究性學(xué)習(xí)用表（見(jiàn)附頁(yè)）。【板書設(shè)計(jì)】W1-ufug=

16、51一火車拐彎mgtan(9=inAVIfl,押訊二主料力餐即千冃FV-亡取廳左彈為”軸助門用I-凸玉亠噸-史1（失里“jFy-frig+（超心R【問(wèn)題研討】1、如何處理好預(yù)設(shè)與生成的關(guān)系傳統(tǒng)教學(xué)中，教案是教師實(shí)施教學(xué)的“法寶”，因而教師為設(shè)計(jì)教案絞盡腦汁，力求盡善盡美。然而，隨著課程改革的逐步推進(jìn)，這樣的教案，在課堂教學(xué)中似乎已經(jīng)不那么管用了，即使是一些被認(rèn)為是經(jīng)典的教案，在實(shí)施過(guò)程中也會(huì)常常“卡殼”，究其原因，主要是教師過(guò)分拘泥于靜態(tài)教案的預(yù)設(shè)而忽視學(xué)生動(dòng)態(tài)的生成。預(yù)設(shè)與生成是對(duì)立統(tǒng)一的矛盾體，課前細(xì)致的預(yù)設(shè)使本該動(dòng)態(tài)生成的教學(xué)變成了機(jī)械執(zhí)行教案的過(guò)程；預(yù)設(shè)與生成又是相互依存的，沒(méi)有預(yù)設(shè)的生成往往是盲目的，而沒(méi)有生成的預(yù)設(shè)又往往是低效的。因此，在新課程背景下，如何處理好預(yù)設(shè)與生成的關(guān)系，是提高課堂教學(xué)效益的關(guān)鍵所在。只有課前精心預(yù)設(shè)，才能在課堂上動(dòng)態(tài)生成，用智慧將教學(xué)演繹得更加精彩。2、如何實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的有效互動(dòng)我國(guó)的中學(xué)教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)普遍采用傳授式的課堂教學(xué)模式，并以講解基礎(chǔ)知識(shí)和訓(xùn)練基本技能為其主要特征，忽視對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程和實(shí)踐能力的