《生活中的圆周运动》教案_中学教育-高中教育.pdf

学习必备 欢迎下载 5.8 生活中的圆周运动【教学目标】知识与技能 1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。3、会在具体问题中分析向心力的来源。过程与方法 培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法 情感态度与价值观 通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析【教学重点】1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式 2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例【教学难点】理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力。【教学课时】1 课时【课堂实录】引入新课 1、复习提问：（1）向心力的求解公式有哪几个？（2）如何求解向心加速度？2、引入：本节课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。新课讲解 （一）用投影片出示本节课的学习目标 知识与技能 1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。3、会在具体问题中分析向心力的来源。过程与方法 培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法 情感态度与价值观 通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析（二）学习目标完成过程 学习必备 欢迎下载 1：关于向心力的来源。（1）介绍：分析和解决匀速圆周运动的问题，首先是要把向心力的来源搞清楚。2：说明：a：向心力是按效果命名的力；b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。3简介运用向心力公式的解题步骤：（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，据向心力共式列方程。（4）解方程，对结果进行必要的讨论。4、实例 1：火车转弯（1）介绍：火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于 0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？（2）放录像、火车转弯的情景（3）用 CAI 课件分析内外轨等高时向心力的来源。a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b：外轨对轮缘的弹力提供向心力。c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。（4）介绍实际的弯道处的情况。加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具体分析学难点理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的而不是一种特殊的力教学课时课时课堂实录引入新课复习提问向心力的求解公式有几个如何求解向心加速度引入本节课我们应用上述公式来对几个实际问题力向心加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具学习必备 欢迎下载 a：用录像资料展示实际的转弯处 外轨略高于内轨。b：用 CAI 课件展示此时火车的受力情况，并说明此时火车的支持力 FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。c：进一步用 CAI 课件展示此时火车的受力示意图，并分析得到：此时支持里与重力的合力提供火车转弯所需的向心力。d：强调说明：转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力G 和支持里 FN来提供 这样外轨就不受轮缘的挤压了。5、实例 2：汽车过拱桥的问题 （1）放录像 展示汽车过拱桥的物理情景（2）用 CAI 课件模拟：并出示文字说明，汽车在拱桥上以速度 v 前进，桥面的圆弧半径为 R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？（3）a：选汽车为研究对象 b：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力 c：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下 d：建立关系式：e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以 且 （4）说明：上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍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公式对于变速圆周运动同样适用。加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具体分析学难点理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的而不是一种特殊的力教学课时课时课堂实录引入新课复习提问向心力的求解公式有几个如何求解向心加速度引入本节课我们应用上述公式来对几个实际问题力向心加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具学习必备 欢迎下载【课堂训练】一水平面内的圆周运动 例 1：如图 81 所示水平转盘上放有质量为 m 的物快，当物块到转轴的距离为 r 时,若物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的 倍，求转盘转动的最大角速度是多大？拓展：如 o 点与物块连接一细线，求当 1=时，细线的拉力 T1 2=时，细线的拉力 T2 图 81 注：分析物体恰能做圆周运动的受力特点是关键 二竖直平面内圆周运动中的临界问题 图 82 甲 图 82 乙 图 83 甲 图 83 乙 1 如图 82 甲、乙 所示，没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况 1临界条件 2能过最高点的条件 ，此时绳或轨道对球分别产生_ 3不能过最高点的条件 2 如图 83 甲、乙所示，为有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况 竖直平面内的圆周运动，往往是典型的变速圆周运动。对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题，中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态，下面对这类问题进行简要分析。1能过最高点的条件 ，此时杆对球的作用力 2当 0V 时，杆对小球的力为 其大小为_ 讨论：绳与杆对小球的作用力有什么不同？例 2长度为 L=0.50m 的轻质细杆 OA，A 端有一质量为 m=3.0kg 的小球，如图 84 所示，r .o 加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具体分析学难点理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的而不是一种特殊的力教学课时课时课堂实录引入新课复习提问向心力的求解公式有几个如何求解向心加速度引入本节课我们应用上述公式来对几个实际问题力向心加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具学习必备 欢迎下载 小球以 O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是 2.0m/s，（g=10m/s2）则此时细杆 OA 受的（）A.6.0N 的拉力 B.6.0N 的压力 C.24N 的压力 D.24N 的拉力 【课堂小结】1：物体除受到各个作用力外，还受一个向心力吗？2：用向心力公式求解有关问题时的解题步骤如何？3：对于火车转弯时，向心力由什么提供？4：汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压力与重力的关系如何？【板书设计】【训练答案】例 1 =拓展:1T1=0 2T2=例 2.B 加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具体分析学难点理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的而不是一种特殊的力教学课时课时课堂实录引入新课复习提问向心力的求解公式有几个如何求解向心加速度引入本节课我们应用上述公式来对几个实际问题力向心加速度的公式也适用于变速圆周运动会在具体问题中分析向心力的来源过程与方法培养学生的分析能力综合能力和推理能力明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观通过对几个实例的分析使学生明确具体问题必须具