论文导读::5月中旬,我市进行了教学能手评选活动,我作为评委听了教师在圆周运动单元的赛教课,根据教师课堂教学和学生的学习反应情况,我对教师的教学进行了反复思考,并通过对人教版和鲁科版教材的研究,对本单元(向心力、向心加速度、火车转弯)提出教学建议,仅供教师在今后的教学中参考。
论文关键词:教学建议,向心力向心加速度,火车转弯
圆周运动是一种特殊的曲线运动,也是牛顿定律在曲线运动中的综合应用。描述圆周运动的物理量多,且许多物理量(力、加速度、线速度)在时刻变化,因此,本单元是必修教材中的重点、难点、和学生的学困点。教师如何根据自己的学生把握教材的难易,设计好教案,对顺利完成好本单元教学就显得非常重要。5月中旬,我市进行了教学能手评选活动,我作为评委听了教师在本单元的赛教课,根据教师课堂教学和学生的学习反应情况,我对教师的教学进行了反复思考,并通过对人教版和鲁科版教材的研究,对本单元提出教学建议向心力向心加速度,仅供教师在今后的教学中参考。
1、向心力:在本次赛教中,一位教师给向心力下了如下定义:做圆周运动的物体所受到指向圆心的合外力,叫向心力。这个定义是不确切的,其一是容易给学生产生误导,认为做圆周运动的物体要受到一个向心力的作用,其二、向心力是按力的作用效果命名的,它可以是某一个力、或几个力的合力、还可以是某种力的分力。鲁科版在本知识点教材处理比较好,先通过细绳栓一小球在光滑水平面做圆周运动的演示实验,分析其受力,得出:做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用,这个力叫做向心力。这个定义也比较科学,学生容易接受,且给等效力留了拓展空间,教师在后面的教学中,再通过圆周运动的实例引导学生逐渐认知向心力。在新课教学中,对有些复杂问题应循序渐进,不可一步到位。人教版教材是先学习向心加速度,根据牛顿第二定律,这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫向心力。这样给出向心力显得有点抽象,学生不容易接受cssci期刊目录。
2、向心加速度:人教版教材是通过质点做匀速圆周运动,找出△t时间内的速度变化量△v,△v∕△t求出平均加速度,当△t趋近零时,△v垂直于速度v,且指向圆心,既为质点在该位置的加速度,称向心加速度向心力向心加速度,然后给出加速度的公式。按此教学方案,逻辑性强,学生能知道向心加速度的来龙去脉,但由于用到了速度的失量差和极限概念,大部分学生感到学习困难,从课堂效果上看并不好,因此本教学方案适宜优秀学生。鲁科版教教材是通过圆周运动物体的受力分析,总结出做圆周运动的物体受到向心力的作用,那么它必然存在一个由向心力产生的加速度,这个加速度叫向心加速,方向与向心力方向一致,始终指向圆心,然后直接给出向心加速度的数学表达式,省去了复杂的数学推导,使教学难度大大降低,从课堂教学效果看:学生感觉容易接受,师生互动较为活跃。
3、火车转弯:火车转弯是向心力与圆周运动综合分析最好的实例,引导学生分析好火车转弯时需要的向心力(mv ∕r或mω r)与提供的向心力二者之间的关系,对后面学习离心运动、宇宙速度、天体的运行将打下坚实的基础。在听完教师的课后,我对教师的教学提出三点建议:(1)必须展示或画出铁轨与火车车轮接触图形,并明确指出火车的车轮上有突出的轮缘,这样学生就很容易听懂火车转弯时向心力的来源,以及车轮与铁轨的相互作用关系。人教版在此处编写的非常到位,望教师在设计教案时参考。(2)火车转弯时应从双轨等高说起,这样学生就容易理解:为什么铁路建设时外轨要略高于内轨。然后引导学生分析对于弯道半径、内外高度差确定的某个弯道,火车受到的重力与支持的合力指向圆心,如果车速合适向心力向心加速度,这个合力恰好提供火车转弯所需向心力(建议教师画出简图求出这一速度:mgtan =mv /r),那么火车轮缘就不会对铁轨形成挤压,进而给学生提出,当火车速度大于、小于这一速度时,轮缘与哪条轨形成挤压?力的方向如何,让学生讨论得出结果。(3)应明确指出火车转弯(汽车转弯)的轨道平面是水平面,而不是道路横截面的斜面。学生在处理此类问题时,容易把向心力写成mgsin ,究其错误原因,就是没有正确找出车转弯时的轨道平面。
上述只是自己听课后对圆周运动单元提出的教学建议,供教师在本单元教学时参考,由此也希望教师在今后的教学中,要有两种版本以上的教材,根据自己学生的情况,制定优化的教学设计方案,把每一节课都上成优质课。
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