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中國評論學術出版社 >> 文章内容

離心現象及其應用

  教學設計:馬穎

  【版本信息】

  廣東教育出版社高中物理必修2第二章第三節。

  【教學設計】

  一、教學目標

  教學目標確立思路(思維工具:AGO、APC、FIP):

  首先,確立教學設計的整體目標。根據文本特點,教者計劃把本節課設計成實驗探究與應用拓展課,同時突出觀察、聚焦、分析考慮所有因素和優先考慮因素、歸納、隨機啓發等思維能力訓練。

  其次,圍遶課標三維目標(知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀)設計要求,在充分考慮多種教學目標可能性的基礎上,優先確立以下教學目標:

  1.知道什麽是離心現象,知道物體做離心運動的條件

  2.能結合課本所分析的實際問題,知道離心運動的應用和防止

  二、重點難點

  重點:物體做離心運動所滿足的條件

  難點:對離心運動的理解及其實例分析

  三、備用思維工具

  AGO、APC、PMI、CAF、FIP、激發。

  四、教學方法

  演示實驗、觀察總結、思維訓練、小組合作

  五、教學過程

  (一)引入新課(PO否定)

  做圓周運動的物體,由於本身的慣性,總有沿着圓周切綫方向飛去的傾向,它之所以没有飛去是因爲向心力持續地把物體拉到圓周上來,使物體同圓心的距離保持不變。做匀速圓周運動的物體,它所受的合外力恰提供了它所需要的向心力,如果提供它的外力消失或不足,物體將怎樣運動呢?本節課專門研究這一問題。

  (二)課堂探究

  1.離心運動概念:學生閲讀教材【離心現象】整體把握教材内容找出離心現象的概念。

  做匀速圓周運動的物體,在所受的合力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情况下,就做逐漸遠離圓心的運動,這種運動叫做離心運動。

  2.做演示實驗.

  學生觀察實驗現象分析原因(用思維工具:CAF、APC)

  實驗一:木塊在圓盤上隨圓盤一起旋轉,當加快轉動的角速度,觀察木塊會怎樣?

  實驗二: 繩子拉小球在竪直面圓周運動,當手突然鬆開繩子,小球怎樣運動?

  參考提示(圖1):

  圖1實驗現象分析

  3.總結離心運動的條件(思維工具:APC)

  (1)當産生向心力的合外力突然消失,物體便沿所在位置的切綫方向飛出。

  (2)當産生向心力的合外力不完全消失,而只是小於所需要的向心力,物體將沿切綫和圓周之間的一條曲綫運動,遠離圓心而去。

  4.離心現象的本質——物體慣性的表現(思維工具CAF、FIP)

  做匀速圓周運動的物體,由於本身有慣性,總是想沿着切綫方向運動,只是由於向心力作用,使它不能沿切綫方向飛出,而被限制着沿圓周運動。如果提供向心力的合外力突然消失,物體由於本身的慣性,將沿着切綫方向運動,這也是牛頓第一定律的必然結果。如果提供向心力的合外力减小,使它不足以將物體限制在圓周上,物體將做半徑變大的圓周運動。此時,物體逐漸遠離圓心,但“遠離”不能理解爲“背離”。做離心運動的物體並非沿半徑方向飛出,而是運動半徑越來越大 。

  (二)離心運動的應用和防止(思維工具:PMI、APC、OPV)

  1.離心運動的應用實例——

  (1)雨傘旋轉

  (2)鏈球投擲

  (3)洗衣機的脱水筒

  2.離心運動的防止實例

  (1)汽車拐彎時限速

  (2)高速旋轉的飛輪、砂輪的限速

  思維工具:PMI分析:

  3. 小組合作討論

  (1)生活中什麽地方應用了離心現象

  (2)什麽時候離心現象是有害的

  (3)怎樣防止

  參考提示(圖2):

  圖2離心現象的利用與防治

  3.播放視頻,離心現象的應用

    (四)課堂練習

  1.物體做離心運動時,運動軌迹

  A.一定是直綫B.一定是曲綫

  C.可能是直綫,也可能是曲綫D.可能是圓  【C】

  2.物體m用綫通過光滑的水平板上的小孔與砝碼M相連,并且正在做匀速圓周運動,如圖所示,如果减小M的質量,則物體的軌道半徑r、角速度ω、綫速度v的大小變化情况是

  A.r不變,v變小、ω變小B.r增大,ω减小、v不變

  C.r减小,v不變、ω增大D.r减小,ω不變、v變小【B】

  3.如果汽車的質量爲m,水平彎道是一個半徑50m的圓弧,汽車與地面間的最大静摩擦力爲車重的02倍,欲使汽車轉彎時不打滑,汽車在彎道處行駛的最大速度是多少?( g取10 m/s2 )

  (答案:10 m/s )

  (五)課堂小結(思維工具CAF、APC)

  圖3  課堂小結 

  (六)課外作業:
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