刘巍
哈尔滨铁道职业技术学院 黑龙江 哈尔滨 150000
摘要：物理是一门以实验为基础的学科，其概念严谨、推理周密，对于学生接受和理解来说有一定难度。任何学科的教学，要想创造最佳的教学效果，都离不开好的课堂环境，对于内容比较抽象、枯燥的物理课来说，通过预设情景、演示实验、视频、动画、分组实验等，创设一个生动形象的教学情境尤显重要。本文通过《生活中的圆周运动》教学，赋予物理课堂以生机和活力，调动学生的学习积极性。
关键词：物理课堂；教学；活力
物理作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。在教学过程中，教师要创设情境，激发情感，巧妙激疑，多做实验，促进学生主动积极学习，提高物理课堂学习效果。下面结合人教版物理必修二《生活中的圆周运动》的教学设计，展示如何让物理课堂充满生机与活力。
1.教材分析
本节是人教版物理必修二第五章第七节。课程标准具体的内容标准要求：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，分析生活和生产中的离心现象，关注圆周运动的规律与日常生活的联系。圆周运动是生活中普遍存在的一种运动，高中阶段涉及的圆周运动的模型主要集中在物体圆周运动的平面是水平面和竖直面两种类型。教师在教学时，如果把常见的圆周运动分为两类来处理，学生接受效果会更好。
本节课主要是通过一些生活中存在的典型的竖直平面内的圆周运动，让学生进一步理解向心力和向心加速度的作用。注意引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识;熟练掌握应用向心力知识分析圆周运动模型的步骤和方法.锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力;培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识.
2.教学目标：知识与技能： 能在具体问题中找到向心力的来源；会解决典型的竖直平面内圆周运动的最高点或最低点问题。过程与方法：通过圆周运动的实例分析，提高学生建立物理模型、分析和解决问题的能力。情感、态度与价值观：通过实例分析，激发学生学习兴趣 ，渗透理论联系实际的观点。
3.教学重点：向心力来源的分析和运用牛顿第二定律解决实际问题。
4.教学难点：具体问题中向心力的来源的分析和涉及临界问题的讨论、分析.
5.教学过程实施
5.1学案导学，引入新课
本阶段设置三个问题，第一题：圆周运动向心力的公式。第二题：求解圆周运动问题的思路和步骤。第三题：请根据物体做圆周运动情况，指出是哪些力提供了它做圆周运动的向心力？
（1）．物体随圆台匀速转动 。
（2）．物体随圆筒匀速转动。
（3）．物体在光滑的容器中匀速转动。
（4）．圆锥摆。
（5）．火车转弯（轮缘和内外轨间无侧向弹力）。
设置意图：巩固前面圆周运动所学知识，既复习公式，又强化解题思路和步骤，同时对常见的水平面的圆周运动向心力来源的分析进行检验，为本节课的学习做好知识铺垫，同时引出本节所学知识---竖直面内的典型圆周运动。
5.2推进新课：【合作学习1】汽车过拱桥
教师活动：课件展示色生活中的拱桥，引导学生思考为什么生活中有这么多的拱桥，蕴含了哪些力学原理。
学生活动：思考讨论教师提出的问题、解答。
问题1：质量为m的汽车以速度v通过拱桥的最高点，若桥面的圆弧半径为R，重力加速度为g,求汽车此时对桥的压力大小．
问题2：汽车通过拱桥最高点时的速度增大，汽车对拱桥的压力如何变化？
问题3：若汽车对桥的压力刚好为零时，汽车的速度多大？当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象?
学生活动：分析、计算、解答。
师生总结：通过向心力来源的分析，知道汽车过拱桥时车对桥的压力小于车的重力，车是失重状态。
教师活动：图片展示“过水路面”的交通标志牌引出凹面桥
【自主学习】汽车过凹形桥
学生活动：学生自主完成汽车过凹面桥的分析：质量为m的汽车以速度v通过凹形桥最低点，若桥面的圆弧半径为R，重力加速度为g,求汽车此时对桥的压力大小．
师生总结：通过向心力来源的分析，知道汽车过拱桥时车对桥的压力小于车的重力，车是失重状态，总结规律。
学生活动：分析拱桥和凹面桥的异同，揭示其各自的优劣，以及在生活中是如何具体应用的。
教师活动：教师自制教具：电动小车以某一速率通过拱桥和凹面桥时，支撑轨道的弹簧测力计示数的变化验证分析结果。
学生活动：参与实验，观测数据，总结规律，感受物理的魅力----以物讲理。
教师活动：投影练习题，应用所学知识，让学生理解物理从生活中来，又能具体应用指导生活，体验成功的喜悦。
【学以致用】质量为m的汽车以某一速度通过一座半径为R的拱桥的最高点，汽车对桥面的压力等于其重力的一半，重力加速度为g，求此时汽车的速度多大？
【合作学习2】绳模型
教师活动：通过过山车的图片和视频引入这部分的分析，自制教具过山车模型。学生活动：演示过山车模型，设置好问题，释放小球位置高于某位置，小球可以通过最高点，若低于此位置，则小球不能通过最高点。
师生总结：事实告诉我们，小球过最高速度大小是有条件的，进一步分析，过山车模型实际上是我们高中物理典型的竖直平面内圆周运动—-绳模型。
问题5：用长为R的细绳系着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g，分析：球能通过最高点，此时速度大小应满足什么条件？
师生总结：通过向心力来源的分析，知道小球过最高点的临界条件是绳的拉力等于零，即可得出速度的最小值。
【合作学习3】杆模型
教师活动：通过摩天轮的图片和视频引入这部分的分析，自制教具杆连接小球模型。
学生活动：上前演示，只要球有速度即可通过最高点，若转轴光滑，则球的速度大于等于零即使通过最高点的速度条件。
师生总结：进一步分析摩天轮模型实际上是我们高中物理典型的竖直平面内圆周运动—-杆模型。
问题6：长为R在细轻杆上固定质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g，分析：球能通过最高点，此时速度大小应满足什么条件？
问题7：试进一步分析杆对球的作用力及方向。
师生总结：分析依据结合速度条件来进行，从作用效果上看，球通过最高点时杆对球的作用可以分三种情况，支持力、无作用力、拉力。
5.3归纳总结
师生总结：拱桥模型、绳模型、杆模型，这三个典型的竖直平面内圆周运动，最高点的受力特点，向心力来源的分析，进而得出最高点时速度的条件。
5.4巩固落实，提升所学【水流星模型】
教师活动：出示一小桶，装一些水，请同学们思考和设计如何使桶口朝下时水不流出来
学生活动：讨论，并试着操作。之后观看视频，水流星表演模型。
师生总结：水流星是绳模型。
5.5布置作业
5.6板书设计：生活中的圆周运动
1.汽车过拱桥
2.绳模型
3.杆模型
5.7教学后记与反思
物理以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。诺贝尔物理学奖获得者丁肇中先生曾说“实验可以推翻理论,而理论永远无法推翻实验”。本节课充分尊重学生，利用多媒体技术，以图片、视频等形式展示生活中的圆周运动模型，教师制作教具，设置探究性的实验，使学生参与实验之中，调动学生的积极性，在快乐、轻松的氛围下取得了良好的教学效果。