《向心力的实例分析》教学设计.docx

附件：教学设计方案模版教学设计方案课程向心力的实例分析课程标准会在具体问题中分析向心力的来源。教学内容 分析粤教版教学目标1.知识与技能1、会在具体问题中分析向心力的来源。2、熟练掌握应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析两类圆 周运动（水平轨道和竖直轨道）模型的步骤和方法。3.理解水流星即（绳球模型）能够过最高点的条件。2 .过程与方法1、通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观 点，提高学生的分析和解决问题的能力。2、通过对匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用， 渗透特殊性和一般性之间的辨证关系，提高学生的分析能力。3、运用启发式问题探索教学方法，激发学生的求知欲和探索 动机；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。3 .情感态度与价值观1、通过对实例的分析，锻炼学生观察、分析、抽象、建模， 解决实际问题的方法和能力。2、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。3、培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识。学习目标通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高 学生的分析和解决问题的能力。学情分析通过实验及分析，学生已经掌握了做匀速圆周运动的条件。重点、难点重点：找出向心力的来源，理解并掌握在匀速圆周运动中合外 力提供向心力，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题， 掌握圆周运动问题的解题思路和方法。难点：火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；水流星 运动到最高点水不流出的原因。教与学的媒 体选择多媒体课件课程实施 类型V偏教师课堂讲授类偏自主、合作、探究学习类备注启发、分析、推理、归纳相结合教学活动步骤序号1复习引入：物体做曲线运动的条件是什么？当F合与V在同 一直线上时，它的作用效果是什么？当F合与V相互垂直时，它 的作用效果又是什么？匀速圆周运动的匀速是什么意思？（V的大小不变）所以F合 与V要相互垂直，所以F合要指向圆心，即合外力全部提供向心 力。写出需要的向心力公式和向心加速度公式2火车转弯类问题 实例一：火车转弯 水平弯道的弊端分析1、火车车轮和铁轨介绍2、火车转弯特点3.建模、确定圆周轨道4、受力分析，确定向心力来源5、平直弯道的弊端分析倾斜弯道分析：1、火车转弯特点2、建模、确定圆周轨道3、受力分析，确定向心力来源4、总结5.应用（圆锥摆）3竖直平面内的圆周运动 实例二：汽车过拱桥4实例三：水流星模型，绳球模型，杆球模型5归纳匀速圆周运动应用问题的解题步骤教学活动详情教学活动1: *活动目标火车倾斜弯道转弯解决问题受力分析，确定向心力来源 要使火车转弯时损害最小，应 以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。技术资源PPT课件车轮与轨道结构图片常规资源学案活动概述学生：车轮是架在两侧铁轨上的，用两侧轮缘稳定车轮。分析 火车在水平弯道上（内外轨道一样高）转弯的运动特点，火车转弯 是一段圆周运动。建立火车在水平弯道上转弯的圆周运动模型，确定圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面。分析火车的受力情况，确 定其向心力由外轨对外侧车轮的轮缘的弹力提供。老师：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提 供，由于火车质量大，速度快，由公式F向=m3 2r=inv2/r,向心力很 大，对火车和铁轨损害很大。那么应该如何解决这个问题？师生共同：1、火车转弯特点分析火车在倾斜弯道上（内轨略高于内轨）转弯的运动特点， 火车转弯是一段圆周运动。2、建模、确定圆周轨道建立火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型，确定火车的圆周 轨道为水平轨道平面。3、受力分析，确定向心力来源分析火车的受力情况，确定其向心力来源。选择合适的弯道倾 斜角度，使向心力仅由N和mg的合力F合提供教与学的策 略启发、分析、推理、归纳相结合反馈评价对圆锥摆的分析检查学案教学活动2： *活动目标竖直平面内的圆周运动解决问题分析向心力来源技术资源多媒体课件常规资源学案活动概述问题：质量为m的汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半 径为r,求汽车通过桥的最高点时对桥面的压力。X解析：选汽车为研究对象，对汽车进行受力分析：汽车 在竖直方向受到重力G和桥对车的支持力E作用，这两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下建立关系式：2VO=G-K=mrV2F、=G-m r又因支持力与汽车对桥的压力是一对作用力与反作用力，所以V2F压=G-m r(1)当 v = yrg 时，f = o(2)当 o w V < 时，0 V F W mg(3)当V > yrg 时，汽车将脱离桥面，发生危险。小结：上述过程中汽车虽然不是做匀速圆周运动，但我们仍然 使用了匀速圆周运动的公式。原因是向心力和向心加速度的关系是 一种瞬时对应关系，即使是变速圆周运动，在某一瞬时，牛顿第二 定律同样成立，因此，向心力公式照样适用。针对练习：分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力(如 图)。这时的压力比汽车的自身重力大还是小？拓展讨论实际中桥都建成哪种拱形桥？为什么？实例三：水流星模型，绳球模型，杆球模型1、建立水流星的圆周运动模型1、建立水流星的圆周运动模型观察水流星实验，建立水流星的圆周运动模型，水随碗在竖直平面内作圆周运动。2、分析水流星运动到最高点时的受力情况,确定向心力来源设过最高点速度为V,则F =mv2/r(1) 当 v= J gr, F 向=mv7r=mg重力mg全部用以提供向心力，水恰好不洒出。(2) v> V gr, F 向二mv% =mg+Nmg重力不足以提供向心力，碗底对水的反作用力N来补偿重力提 供向心力的不足，水不会洒出。(3) v J gr, F 向二m，/r (mg重力大于F向，水从碗中洒出来。3、总结要使水不洒出来的临界条件是重力全部提供向心力。4、拓展思考以细绳拴住小球，使其在竖直平面内作圆周运动，问小球能过 最高点所需的速度。如果是用杆固定小球使球绕杆另一端做圆周运动经最高点时，由于所受重力可以由杆给它的向上的支持力平衡，由mg-F-m -0得临界速度vo-O r当小球速度v20时，就可经过最高点。5.课后思考小球在竖直圆轨道内侧，外侧运动时能过最高点 的速度。小球在竖直圆环内做圆周运动时能够过最高点的速度。二归纳匀速圆周运动应用问题的解题步骤1、明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。2、确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受 力分析，分析哪些力提供了向心力。3、建立以向心方向为正方向的坐标，找出向心方向的合外力，根据向心力公式列方程。4、解方程，对结果进行必要的讨论。教与学的策 略启发、分析、推理、归纳相结合反馈评价堂上练习评价量规课堂练习，课后作业其它参考书粤教版教参备注