【教学方案】4.生活中的圆周运动第1课时教学方案1.docx

4生活中的圆周运动教学目标1 .能根据所学知识分析生活中的各种圆周运动现象，在此过程中体会模型建构的方法。2 .知道航天器中的失重现象。3 .观察生活中的离心现象，知道离心现象产生的原因，了解其在生活中的应用，并知道 离心运动所带来的危害。教学重难点教学重点解释生活中的圆周运动现象、离心现象教学难点解释生活中的圆周运动现象、离心现象教学准备多媒体课件教学过程新课引入教师活动：播放视频生活中的向心力。讲授新课一、火车转弯教师活动：讲解火车转弯时所需要向心力的来源。火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有向心加速度。是什么力使它产生向心加速度? 与汽车轮胎不同的是，火车的车轮上有突出的轮缘。如果铁路弯道的内外轨一样高，火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹 性形变，外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源。但是，火车质量太大，靠这 种办法得到向心力，将会使轮缘与外轨间的相互作用力过大，不仅铁轨和车轮极易受损，还 可能使火车侧翻。如果在弯道处使外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力bN的方向不再是竖 直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力G的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心 力。这就减轻了轮缘与外轨间的挤压。在修筑铁路时.，要根据弯道的半径和规定的行驶速度， 适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力外的合力 来提供。教师设问：高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度。说说 这样设计的原因。学生活动：思考老师所提问题，然后举手回答。教师活动：理答。路面有一定的倾斜使路面汽车或自行车的支持力垂直于路面向上,这个斜向上的支持力 与重力的合力提供汽车或自行车做圆周运动的向心力。教师设问：在过山车的转弯处，轨道为什么是倾斜的？学生活动：思考老师所提问题，然后举手回答。教师活动：理答。仔细观察就会发现，与火车的轨道一样，在过山车轨道的转弯处，外轨高于内轨。这样 使轨道对过山车的支持力斜向上，从而使这个斜向上的支持力与重力的合力提供过山车在轨 转弯处的向心力。二、汽车过拱形桥教师设问：汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为力的汽车在拱形桥上以 速度P前进，设桥面的圆弧半径为八 求汽车通过桥的最高点时对桥的压力。学生活动：思考老师所提问题。汽车在桥的最高点时受到了竖直向下重力G和桥对它的支持力FN,这两个力的合力提 供汽车做圆周运动的向心力凡 这3个力之间的关系为F=G-Fn汽车做圆周运动的向心力为联立以上两式得桥对汽车的支持力为由于汽车对桥的压力Fn*与桥对汽车的支持力是一对作用力与反作用力，故得汽车对 桥的压力的大小为教师设问：由此可以看出，汽车对桥的压力小于汽车所受的重力G,而且汽车的速度 越大，汽车对桥的压力越小。试分析，当汽车以越来越大的速度通过拱形桥的最高点时，会 发生什么现象？学生活动：分析老师所提问题的问题。教师活动：理答。三、航天器中的失重现象教师活动：讲解航天器中的失重现象。当飞船距地面高度为100200 km时，它的轨道半径近似等于地球半径R,航天员受 到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg.除了地球引力外，航天员还可能受到飞船座舱对他的支持力FNo引力与支持力的合力 为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力即当口 = 历时，航天员处于完全失重状态。四、离心现象教师活动：讲解离心现象的产生。做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞出去的倾向。但是物体没有飞出去， 这是因为向心力在拉着它，使它与圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失，物体就会沿 切线方向飞出去。除了向心力突然消失这种情况外，在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿 切线飞去，也会逐渐远离圆心。学生活动：阅读教材，列举生活中应用离心现象和离心现象带来危害的实例。典题剖析例1如图所示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情景。运动员在通过弯 道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线。将运动员与自行车看成整体，下列说法 正确的是()A.运动员转弯所需向心力由重力与地面对车轮的支持力的合力提供B.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供C.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心D.发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力答案：B解析：转弯时的向心力为沿半径方向的合力。运动员转弯时，地面对车轮的摩擦力提供 所需的向心力，故A错误，B正确；当/与 即静摩擦力不足以提供所需向心力时，就会 发生侧滑，故C、D错误。例2如图所示，轻杆长3L,在杆两端分别固定质量均为根的球A和以 光滑水平转轴 穿过杆上距球A为L处的。点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球3 运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，则球5在最高点时()A.球8的速度为零B.球A的速度大小为而ZC.水平转轴对杆的作用力为l.5mgD.水平转轴对杆的作用力为2.52g答案：C解析：球8运动到最高点时，杆对球3恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有吆 2="店？解得口=福，故A错误；由于A、3两球的角速度相等，则球A的速度大小M= 率，故B错误；球B到最高点时，对杆无弹力，此时球A受重力和拉力的合力提供向心 y'2力，有/一解得：F=1.5mg,故C正确，D错误。课堂小结拓展延伸教师活动：播放视频向心力与离心力辨析。教师活动：讲解向心力与离心力的辨析。