高中物理教案范文模板。

作为一位不辞辛劳的人民教师，总不可避免地需要编写教学设计，借助教学设计可使学生在单位时间内能够学到更多的知识。那么教学设计应该怎么写才合适呢？以下是小编精心整理的高中物理教学设计（精选3篇），欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

高中物理教案范文模板 篇1

【教材分析】

本节是人教版高中物理必修第三册第十二章的内容，属于《普通高中物理课程标准（20xx 年版 20xx 年修订）》课程内容必修课程“电路及其应用”主题之下。第十二章《电能 能量守恒定律》主要研究的是电路中的能量转化，利用能量守恒定律推导出闭合电路的规律进而认识自然界的能源，提升保护能源的意识，关注可持续发展。课程标准针对本单元的学习内容提出了三方面的要求：

（1）知识层面。要求理解电功、电功率和电动势的概念和物理意义；掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系；理解能量守恒定律，知道节约能量的必要性。

（2）能力方面。能用能量守恒的观点理解、解释物理现象；具有解决实际问题的能力。

（3）实验探究方面。能通过实验现象的观察和对实验现象的解释，理解焦耳定律和电动势的概念及物理意义；能利用闭合电路欧姆定律设计“测量电源电动势和内阻”的实验方案。

本节要学习的闭合电路的欧姆定律是整个高中电学部分最重要的物理规律之一，是部分电路欧姆定律的延伸和完善，是分析实际电路和复杂电路的基础。教材通过分析闭合电路中的功能关系和能量守恒定律推导出闭合电路的欧姆定律，在处理教材时需要解决以下几个问题：

1. 闭合电路中的电势是如何变化的，内外电路的电压有什么规律？这需要通过探究实验和理论推导寻找更多直观的证据来从多个视角寻找规律，并理解电动势的物理意义。

2. 作为研究物理问题的重要思想方法，从能量的观点分析问题时有什么优势？应该如何分析？在教学过程中要注意让学生体会从不同观点分析问题的区别，感受用能量观点分析问题的方法。

综合以上分析，本节课的学习主题确定为：熟悉而陌生的电池。

【学习主题】

主题名称：熟悉而陌生的电池

【学情分析】

作为高二的学生，通过高一的学习，学生已经具有运动与相互作用观念，对功能关系和能量概念已经有了一些理解，具有能量转化与守恒的观念。通过前三章的学习，学生已建立了“场” 的观念，熟悉电路的基本特征，为自由电荷在电路中的运动分析和能量分析做好了准备。但是研究闭合电路的电势问题需要建立恒定电场模型，分析自由电荷在全电路内的运动和静电力做功情况，这对学生来说是较大的挑战。同时受初中物理中关于电源输出电压不变的影响，很多学生认为闭合电路中路端电压是不变的，没有电动势的概念和对电路全局分析的意识。

本节课要努力创设能激发学生探究欲望的问题情境，引导学生进行科学探究，逐步将视角从局部电路过渡到全电路，在解决问题的过程中运用能量观点理解闭合电路中电势变化的相关规律，最终发现闭合电路的欧姆定律。在探究实验中培养学生实验设计、分析论证、反思评估

等能力。同时还要紧密联系生活、科技进步，充分利用多种教学资源，引导学生关注科学˙技术˙社会的关系，培养学生解决实际问题的能力。

【学习目标】

通过探究实验理解闭合电路欧姆定律，掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系，并能用做功和能量守恒的观点解释。（A3、B2）

通过实验现象的观察和对实验现象的解释，经历“比较-概括-抽象”的思维过程，逐步理解电动势的概念和物理含义，知道电源电动势和内阻是标志电源性能的重要参数。（A2、B3）

通过对比实验的观察和分析，经历提出问题、收集信息、实验验证、对比分析、归纳总结等科学探究过程，找寻闭合电路内外电压的规律并提高解决实际问题的能力。（B3、C2）

通过实际问题的分析讨论，逐步发现问题本质，认识到科学˙技术˙社会的密切联系。通过探究过程中一个个小问题的解决，体会研究科学问题时严谨认真、实事求是的必要性。（C3、D2）

（说明：A、B、C、D 是学科核心素养的四个维度的编码，分别对应物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。数字 1、2、3、4 对应每个维度的水平层次等级。）

【教学重难点】

重点：探究闭合电路的欧姆定律难点：电动势概念的理解

【教学资源】

教学环境：

智慧教育云平台（微云服务器 1 台、教师平板 1 台、学生平板 20 台），PPT 演示文稿。

教具：

1 个小灯泡（电压 1.5v），干电池一节，镁片、石墨片、苹果、自制闭合电路欧姆定律教师演示仪，可变内阻化学电池一个，笔记本电脑 1 台，变阻箱一个，DIS 数据采集器，

DIS 电压传感器（2 个），导线若干，自制非静电力类比演示仪，。

学具：

自制闭合电路欧姆定律探究仪（4 组），可变内阻化学电池4 个，变阻箱（4 个），笔记本电脑（4 台），导线若干。

【教学方法】

“循环递进式探究”教学法：设置问题串，通过对比、实验（分组）、建模开展教学。以情景导入，任务驱动，问题嵌入，活动贯穿，促进深度学习，实现教学进阶。

【教学策略】

智慧课堂 “云互动”： 基于智慧课堂全程跟踪探究活动，即时推送学习任务，对学生当堂建模、实验探究大数据收集、反思研讨过程在线及时处理反馈，发布个性化的批注讲解，确保探究活动的针对性。

项目化学习策略：将问题前置，以结果为导向，学生在一段时间内通过对连续的、真实的、有挑战的问题进行持续探究，达到核心知识的再建构和思维迁移。

【课时安排】

1 课时

【教学过程】

情境问题：

户外探险爱好者在户外经常会遇到意想不到的困难。一位户外探险爱好者在一次夜间探险的途中迷路了，手机也没电了，他想利用手电筒发出求救信号，可是手电筒也没电了，他的身边只有以下几件物品（图 1）， 他能点亮小灯泡发出求救信号吗？

智慧课堂平台互投票功能，收集学生的选择，进行大数据分析。（如图 2）

（一）初次尝试，发现问题

任务一：分析情境问题，实验验证猜想

问题 ：水果电池能让小灯泡亮起来吗？

活动①：试一试——尝试利用水果电池点亮小灯泡

实验器材：小灯泡（额定电压 1.5V）、电池盒、导线、两节新干电池，一节旧干电池，数字电压表。对比演示实验：

用一节干电池（电动势 1.5V），给小灯泡（额定电压 1.5V）供电。

将水果和石墨片、镁片制作的水果电池替换干电池，给小灯泡（额定电压 1.5V）供电。先测量开路电压（1.97V）。

现象：水果电池供电的小灯泡不亮！电池两端的电压从开路时的 1.97V 左右降到了 0！

评价 1：对水果电池能否让灯泡亮起来提出自己的观点。

智慧课堂平台的同屏展示功能：利用智慧云平台的展台功能实现同屏展示实验操作过程。（如图 3）

问题 ：电池两端减少的电压去哪了？

基于核心素养的设计意图：以生活情境引入，拉近物理课堂和生活的距离，激发学生的好奇心和探索欲望， 对比演示实验大大出乎学生们的预料，形成了认知冲突，为引出本节课的主题“熟悉而陌生的电池”做好了

铺垫。学生可能会想到失去的电压留在了内部，使接下来的学习内容顺利地围绕学习需求开展。

（二）实验探究，寻找线索

任务二：测量内外电压，寻找变化规律

活动②：探一探——探索电池内部的奥秘

仔细观察：

展示 1：将水果电池和解剖过的干电池展示给学生观察，介绍正负电极和电解质，如图 4。

发现：电池内部存在电阻——内阻（r） 展示

2：铅蓄电池，介绍结构。

演示：用 DIS 数字电压传感器测量蓄电池两极间的电压，并明确电源正负极。如图 5

实验：在电源断路的情况下，用电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差。（如图 6） 演示实验：在电源断路的情况下，用 DIS 数字电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差

智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度。（如图 7）

发现特征：电源内部，电势在电极附近出现两次“跃升”。（如图 8）

评价 2：能否通过实验得出电源内部电势有两次抬升的结论。

问题 ：如果将电源接入用电器，组成闭合电路，电源内部的电势是否发生变化？

实验：用 DIS 电压传感器测两电极 AB 和两探针 ab 之间的电势差（如图 9）。

智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度。

观察现象：外电路 UAB=1.87V ，相较于电路断路时，数值减小。内电路探针之间出现了电势差（φa＜φb），Uab=- 0.14V 。

结论：1. 电路导通时，电源内部有电势的降落，我们称“内电压(U 内)”，外电路电势的降落叫“外电压(U 外)”。

2. 整个闭合回路电势出现两次抬升，两次降落。抬升的数值和降落的数值总是相等。

问题 ：内外电压 U 外、U 内之和、与电源内部两次电势抬升的数值总会是定值吗？

活动③：测一测——测量闭合电路内外电压

分组实验：利用自制学具（如图 10）测量电路的内外电压的数值，并计算两者之和，改变外电路电阻 R，多次测量，寻找规律，将实验相关数据填入表 2。

智慧课堂平台的同屏提问功能：学生将实验结论拍照提交，老师进行大数据分析，得出共性结论。（如图 11）

评价 4：分组实验数据是否合理，能否得出内外电压之和与电源内部电势两次抬升的数值总相等的结论。

分析数据、发现规律：

对同一电源，闭合电路内外电压之和与电路内部两次电势的提升值之和相等。

对同一电源，闭合电路内外电压之和是定值。

问题 ：这个定值到底反映了电源的什么特性？

基于核心素养的设计意图：通过观察和实验让学生了解了化学电池的.构造，发现电池的内部电势特点，逐步建立电源内电路的物理模型，形成正确的物理观念。学生经历了观察对比、发现问题、提出假设、实验探究等一系列的探究过程，加深了对于闭合电路内外电压与电源内部两次电势

提升之间关系的感性认识，培养学生科学探究的意识。

（三）理论分析，发现规律

任务三：运用守恒思想，理解科学本质

活动④：想一想——电源如何维持闭合电路有持续的电流

引导：有一个量总是保持不变，这在物理学上我们常称做“守恒”。能不能从守恒的角度思考。类比演示：如图 12

思考：流回负极的正电荷是如何回到正极的呢？

类比：将小球由低处搬运到高处，能继续依靠重力吗？

得出结论：电源依靠非静电力做功将流回负极的正电荷搬运到正极，维持持续的电流。

评价 3：能否说出非静电力的作用。

活动⑤：理一理——从能量观出发理清电路中的守恒关系

思考：从能量守恒的角度想一想，闭合回路中静电力做功和非静电力做功的关系是怎样的？ 结论：闭合回路中静电力做功等于非静电力做功 W 电=W 非

活动⑥：推一推——推导电动势和欧姆定律的表达式

推理论证：

由实验数据可得：E=U 外+U 内

有能量守恒定律和功能关系可得：q U 外+ q U 内=W 非

推导得出：E= W 非/q

含义：E 就是电源内部非静电力移送单位电荷所做的功。即非静电力做功的本领！ 电动势——非静电力所做功与所移动电荷量之比。符号：E 单位：伏特（V）

智慧课堂平台的同屏提问功能：学生将实验结论拍照提交，老师进行大数据分析，得出共性结论。（如图 13）

问题 ：水果电池给小灯泡供电时外电压为什么很小？ 活动⑦：看一看——再次观察实验数据寻找线索

观察：再次观察分组实验数据（表 2）

结合部分电路欧姆定律和实验结论 E=U 外+U 内， 推导闭合电路欧姆定律：

闭合电路欧姆定律内容：闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。

（备注：适用于纯电阻电路）

评价 4：各组运用能量守恒定律能否推导出电动势的表达式和闭合电路欧姆定律。

智慧课堂平台的录制微课功能：现场录制微课推送给学生，供学生课后观看

问题 ：你能解释水果电池为什么不能点亮小灯泡了吗？

基于核心素养的设计意图：学生在老师创设的问题情境下交流讨论，学生深度参与课堂，经历先交流再观察、再猜想、再推导、再思考，从感性到理性，由特殊到一般的过程，发展了科学思维。同时，这样的设计循序渐进，遵从学生认知规律。

（四）应用规律，解释现象

任务四：运用欧姆规律，解答情境问题

活动⑧：说一说——水果电池不能点亮小灯泡的原因

水果电池的内阻 r 太大，导致闭合电路中的电流 I 小，故外电压 U 外小。

实验验证：利用注射器改变铅蓄电池内阻，观察内电压、外电压以及电流的变化（图 15）。

智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度（图 16）。

评价 5：能否运用闭合电路的欧姆定律解释水果电池不能点亮小灯泡的原因。

基于核心素养的设计意图：解释原因，即是本节课知识的应用，同时也使本节课的情境贯穿始终。通过实际问题的解决，体会到了运用所学知识解决实际问题的乐趣，同时增强了实践意识， 深化了物理观念，发展了科学思维。

【课堂小结】

闭合电路的欧姆定律

一、初次尝试，发现问题

二、实验探究，寻找线索

三、理论分析，发现规律

四、应用规律，解释现象

【教学反思】

本节课内容来源于生活真实情境，从发现问题到探究原因，再到发现规律，最后解释现象。各教学环节层层递进，环环相扣，充分运用了循环递进式教学方法。学生在一个个递进的情境任务中不断认识科学本质， 寻找到物理规律，发现解决问题的科学方法。在不断探索的过程中锻炼了关键能力，提升了科学素养。

高中物理教案范文模板 篇2

教材分析

本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个非常重要实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。学生通过行星的运动一节已经知道了行星的运动规律，因此在分析人造卫星的运动学特点，和动力学特点可采取类比的方法，近而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，增强学生的民族自信心和自豪感。

学情分析

学生已掌握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论。并在本章之前学习了天体的运动，和万有引力定律的知识，能运用万有引力定律揭示一些天体运动的特点。学生可以类比行星运动的特点原理自己分析人造卫星的规律。另外学生也可以利用前面的知识和对宇宙奥秘的好奇心来探索人造卫星的发射及宇宙速度。学生可以通过联想上一章所学的对平抛物体的运动的处理方法来探究牛顿的思考，以地心为参考系平抛出去的物体从空间运动效果上可分解为指向地心的自由落体运动和绕地心的匀速圆周运动。而这两个分运动都是变速度运动，它们都需要一个指向地心的力来维持它们各自的运动状态。因此万有引力就有要改变两个运动状态的效果，即要既要产生自由落体加速度又要产生向加速度。当万有引力只能提供向心力时，自由落体加速度就变成零，这样平抛出去的物体就落不下来了，从而得到第一宇宙速度。再根据圆周运动和机械运动的知识可知道速度再大一些会做椭圆运动或摆脱地球对它的约束。这样，人们就可以到更远的地方去探索宇宙的奥秘了……

教学目标

知识与技能

1、了解人造卫星的有关知识

2、分析人造卫星的运动规律

3、掌握三个宇宙速度的物理意义，

4、会推导第一宇宙速度；

5、简单了解航天发展史；

6、能用所学知识求解卫星基本问题。

过程与方法

1、培养学生观察数据分析数据的能力；

2、培养学生科学推理、探索能力；

3、培养学生在处理实际问题时，如何 构建物理模型的能力；

4、学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。

情感态度与价值观

介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。

教学重点：

卫星运行的动力学特点规律，第一宇宙速度的推导。

教学难点：

1、卫星的运行速度与发射速度的区别；

2、第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度

教学过程

新课引入

教师：仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？

学生：实现了。（激起学生兴趣）

教师：世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。

提问（1）：

1、世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？

2、我国哪一年发射了自己的人造卫星？

3、迄今我国共发射了多少颗人造卫星？

教师：从1970年4月24日东方红一号的成功发射，到2007年10月24日嫦娥一号发射

我国发射人造卫星和其他探测器60多个，他们分别在通信，气象，探测，导航等多个领域发挥着重要作用。

引入新课。

一、人造卫星规律的探究

教师：现在我们地球上空有这么多卫星，他们运行的速度一样吗？他们是怎样被发射升空的今天我们就通过的学习来解决这一问题。

教师：这是我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据。

提问观察数据思考：

1、不同卫星的其运行轨道相同吗？

2、不同的卫星运行时有什么规律？

3、你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗？

卫星名称 卫星质量（kg） 轨道近地点（km） 轨道远地点（km） 运行周期（h）

返回型遥感卫星 2100 205 315 1、48

东方红2号甲通信卫星 441 35786 35863 23、9

东方红2号试验通信卫星 461 35469 35782 23、76

返回型遥感卫星 2100 175 400 1、5

风云1号A 750 900 901 1、7

巴达尔1 50 210 992 1、57

大气1号 873 900 1、712

学生：1、观察数据，发现规律。

2、合作交流，类比行星运动特点分析人造卫星的运行特点。

3、试着从力和运动的角度分析问题。

教师引导学生发现。

人造卫星运行特点运动学特点：（板书）

1、轨迹：椭圆 有的近似为圆

2、人造卫星的半径不同，其运行的周期也不同，而且半径越大，其周期越大。

3、类比行星运动分析原因，卫星围绕地球作匀速圆周运动，需要向心力。

地球和卫星之间的引力提供向心力。

4、学生自己应用前面万有引力知识分析

卫星与地球间的万有引力提供了向心力（板书）

（1）由 得 ，

∴r越大，v越小、

（2）由 得 ，

∴r越大， 越小、

（3）由 得 ，

∴r越大，T越大

教师小结：卫星绕地运转轨道半径越大，速度越小、角速度越小、周期越大；（板书）

演示课件：几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画,从而直观判断以上变化关系

二、应用知识解决问题

教师：学习了卫星的相关知识，我判断一下下列几种轨道哪一种是可能的为什么？

思考问题1：

下图中，有三颗人造地球卫星围绕地球运动，它们运行的轨道

可能是 ，不可能是 。

学生：分组讨论阐述观点

教师：结合学生讨论引导学生从动力学角度解决问题。

卫星近似做匀速圆周运动，需要向心力，且向心力时刻指向圆心。所以地球与卫星之间指向地心的万有引力提供向心力，所以卫星作圆周运动的圆心应该是地心。

思考问题2：

如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，

1、试比较三颗卫星的线速度、角速度、加速度、周期，万有引力的关系。

2、如果c 的速度增加，能否与同轨道的b相撞。

三、卫星发射原理

教师：过渡：不同的轨道的卫星其速度不同，那人类是怎样将卫星发送到指定轨道上的呢？

介绍牛顿的卫星设想（FLASH）

教师引导：我们抛一物体怎样才能抛的远？

讨论：依据平抛运动学生知道：速度越大，越远，那速度足够大，又有什么现象？

学生探讨：统一结论：不落回地球。

教师总结：这时由于有引力在，卫星想落回地面，但有一定的速度又落不回地面就形成了卫星？

思考：物体需要多大的发射速度，才能刚好贴着地面转？

学生讨论

教师点拨：这时（r=R）

学生

得出第一宇宙速度7.9 km/s

四、宇宙速度

1、第一宇宙速度7.9 km/s

定义：人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度。

思考：发射什么样的卫星最容易？

统一结论：高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难，原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功。

以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；

进入半径越大的轨道，所需要的发射V 越大。

思考：这与刚才得出的半径越大的轨道，所需要的 运行速度V 越小矛盾吗？

讨论：

人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念。

（1）发射速度

所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。

（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。根据 可知，人造卫星距地面越高（即轨道半径r越大），运行速度越小。实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。

（板书）运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度

发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初速度

类比得出：

（板书）2、第二宇宙速度（脱离速度）：

①意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。

②如果人造天体的速度大于11、2km/s而小于16、7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点。

（板书）3、第三宇宙速度（逃逸速度）：

①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。

②如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了。

这个速度目前能做到吗？教师介绍以第三速度发射的探测器，先驱者一号。

教师小结：只有你想不到的，没有你做不到的。

随着科学技术的发展，我们探测太空的脚步会越走越快，越走越远。也许有一天我们也能到其它星球旅游定居。

但是今天我们就必须掌握一些必备知识。也就是我们这节课的重点。

分层练习：

C类

1、关于第一宇宙速度，下面说法：①它是人造卫星绕地球飞行的最小速度；②它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度；③它是人造卫星绕地球飞行的最大速度；④它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度。以上说法中正确的有（ ）

A、①② B、②③ C、①④ D、③④

B类

2、对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是（ ）

A、人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7、9km/s

B、从卫星上释放的物体将作平抛运动

C、在卫星上可以用天平称物体的质量

D、我国第一颗人造地球卫星（周期是6、84×103s）离地面高度比地球同步卫星离地面高度小

A类

3、三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RA＜RB＜RC 。若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示。那么再经过卫星A的四分之一周期时，卫星A、B、C的位置可能是（ ）

高中物理教案范文模板 篇3

【教材分析】

本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节，是《曲线运动》一章的最后一节。学习本节内容既是对圆周运动规律的复习与巩固，又是后面继续学习天体运动规律的基础，具有承上启下的作用。教材安排了铁路的弯道，汽车过拱桥，航天器中的失重现象，离心现象四个方面的内容，如果面面俱到，难免会蜻蜓点水，为了在教学中突出重点、分散难点，我将教材内容进行了重新整合，分两课时完成。本课为第一课时主要讨论铁路弯道的设计意图。

【学情分析】

通过前面的学习，学生已经对圆周运动有了较为清晰地认识，但是对于向心力的概念理解还不够深入。同时高一的学生思维活跃，求知欲强，他们很希望参与到课堂中来，自主的解决问题。

【三维学习目标】

过程与方法知识与技能情感态度和价值观经历观察思考，自主探究，交流讨论等活动进一步理解向心力的概念。

能在具体问题中找到向心力的来源培养学生的团队精神，合作意识；感悟科学的严肃性，培养学生严谨的学风教学重点和难点：在具体问题中找到向心力的来源

【教学策略】

1、教法：使用情境激趣、设疑引导、适时点拨的方式引领学生的学习；

2、学法：学生在教师的引领下，通过观察现象、自主探究、交流讨论等方式参与到课堂中来，体验求知乐趣，成为学习的主人。

3、教学资源：

（1）多媒体课件；

（2）自制教具：车轮模型、弯道模型；

【教学过程】

一、设置情景、引入新课

首先，播放一段4.28胶济铁路火车事故的视频动画，将学生的注意力吸引到火车转弯这一具体情境中来。我就此提出两个问题：

1、火车转弯时的限定速度是怎样规定的？

2、火车超速时为什么容易造成脱轨事故？学生带着问题进入课堂，既引起了他们的兴趣，又为他们的学习指明了方向。

二、复习巩固、明确方法

我通过提问的方式，帮助学生回忆计算向心力的常用公式，然后，设置情景，让学生对做圆周运动的物体做出受力分析并找到向心力的来源。

情景一：物块随圆盘做匀速圆周运动。

情景二：小球在杯子内壁做圆周运动。此情景并没有直接展示给学生，而是提出问题：“你能不用手接触小球，而不使小球落入杯底吗？注意，要保证杯口朝上。”让学生自己设计出小球的运动方式，并对杯中小球的运动情况作出受力分析。通过这种方式让学生参与到课堂中来，提高了学生的学习兴趣。而后，教师做出总结：分析圆周运动问题，就是要通过运动分析求出物体需要多大的向心力，通过受力分析找到谁在提供向心力，从而建立供需平衡方程，这是解决圆周运动问题的一般思路。

三、设疑引导、自主探究

这一部分集中了本节的重点和难点，为了降低学习难度，我巧设梯度，从以下三个部分组织教学：

1、认识火车车轮的结构特点

首先教师播放视频，分别展示火车在水平面和水平弯曲轨道上的运动，学生通过观察和对比，认识到火车转弯要靠铁轨和车轮的作用。然后学生观察车轮和轨道结构，描述火车车轮结构特点。学生遇到困难时，教师利用自制教具──模型车轮，加深学生对车轮结构的印象，并提示学生思考车轮轮缘的作用。

进一步提出问题：生活中还有什么地方用到了类似的轮子结构？通过学生的回答，和图片的展示（学校门口的电动拉门的轮子），使学生认识到这一结构在生活中也是常见的，从而拓展了学生的认识。接着提问学生：你认为火车在水平轨道上转弯时向心力来自哪里？经过观察和思考，学生已经不难想到向心力的来源。而后追问：你认为这样的转弯方式有什么弊端吗？学生通过思考，结合上课之初播放的视频，不难回答出这样做的危害性。

2、真实的火车弯道的情况

那么设计师有什么好的方法吗？通过提问，了解学生对实际铁路弯道特点的认识情况。而后通过图片，使学生认识铁路弯道处内轨低而外轨高的特点；从而发出疑问，弯道处这样设计的用意何在呢？

提示学生从受力分析入手，找到此时向心力的来源，并要求学生画出受力分析图。

除了正确的分析外，学生很可能将重力与支持力的合力画成沿斜面向下，这是对弯道的圆心位置分析不清造成的，对学生可能做出的两种向心力的方向，我不直接评论对错，而是使用自制教具，展示给学生弯道处路基的特点，让学生有所参照。学生不难发现，弯道的内侧与碗的内壁相似，进而认识到和杯子内壁的相似性，把小球在杯子内壁的运动与火车在弯道处的运动作对比分析。经过这样两步，学生已经不难得出正确的受力分析。成功的突破了这一教学难点。

然后趁热打铁，引导学生从定性到定量，写出重力与支持力的合力的表达式，为下一步的学习做好准备。

3、假如你是设计师

为了解决开课时提出的两个问题，我设计了第三部分──假如你是设计师。

首先，设置情境：你设计了一段半径为r，倾角为θ的'铁路弯道，你会如何规定火车转弯的速度？提示学生从解决圆周运动一般本思路出发，从供需平衡关系入手，列出方程，从而得出限定速度的表达式。从表达式的得出过程，引导学生理解，限定速度的规定实际是为了保证由重力和支持力的合力提供向心力，从而避免车轮和铁轨间的挤压，保证行车安全。

接着，通过演示实验，让学生观察在杯内转动过快的小球从杯中飞出的过程，提示学生思考，如果火车速度过快会怎么样呢？学生已经不难认识到火车速度过快会使火车脱轨的问题。而后引导学生用供需平衡条件来解释这一问题，深化了学生认识。为了突出重点，这里不提出离心现象这一问题。只是通过现象的分析和认识为离心现象的教学做好铺垫。

四、总结方法、完善认识

通过本节的教学不仅要使学生认识到解决圆周运动问题的一般方法，更重要的是使他们认识到火车转弯的模型在生活中是普遍存在的，认识到生活中的简单现象往往就是解决实际问题的灵感的来源。进一步启发学生，还有哪些生活中的运动也使用了相同的设计思想？使学生认识到自行车转弯、汽车转弯也有相似的情况，从而从特殊到一般，深化学生的认识。同时通过对事故原因的科学分析，使学生认识到尊重规律的重要性，培养学生严谨的学习态度。

五、布置作业、课后拓展

课后作业是学生再学习的重要途径，本节课后我安排了两项作业。旨在让学生巩固知识的同时，认识物理与社会的联系，将对学生的知识教育和情感教育引向课外。

1、课后练习题。

2、了解中国铁路提速情况，查找资料，提出你对铁路建设的建议。【总体设计思想】本节课的设计思想是借助问题给学生一个思维的支点，在教师的引领下，从分析生活中的简单现象入手，找到一般规律。在新的问题情境中思考、发现生活中的模型。通过类比，把日常生活中的知识联系到新问题的解决当中，在加深知识理解的过程中，也培养了分析应用能力。同时，通过对事故原因的分析，培养学生严谨科学的分析方法和认真负责的工作态度。体现“从生活走向物理、从物理走向社会”的物理教学理念。