5.7生活中的圆周运动教案_生活中的圆周运动教案

2020-02-27 教案模板下载本文

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第五章、曲线运动第七节、生活中的圆周运动

教案

新课标要求：

1、知识与技能

（1）、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速，它就是圆周运动的物体所受的向心力。会在具体问题中分析向心力的来源。（2）、理解匀速圆周运动的规律。

（3）、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。

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辩证关系，提高学生的分析能力.（3）、通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力

3、情感、态度与价值观

（1）、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，学会用合理、科学的方法处理问题。

（2）、通过离心运动的应用和防止的实例分析，使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题。教学重点

1、理解向心力是一种效果力。

2、在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题。教学难点

1、具体问题中向心力的来源。

2、关于对临界问题的讨论和分析。教学方法

教师启发、引导，讲授法、分析归纳法、推理法、分层教学法；讨论、交流学习成果。教学工具

投影仪、CAI课件、多媒体辅助教学设备等教学过程

（一）引入新课

教师活动：复习匀速圆周运动知识点（提问）

①描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系。②从动力学角度对匀速圆周运动的认识。学生活动：思考并回答问题。

教师活动：倾听学生的回答，点评、总结。

导入新课：学以致用是学习的最终目的，本节课通过几个具体实例的探讨来深入理解相关知识点并学会应用。

（二）进行新课

1、铁路的弯道

教师活动：［CAI课件］模拟在平直轨道上匀速行驶的火车。提出问题：

1、火车受几个力作用？

2、这几个力的关系如何？

学生活动：

1、观察火车运动情况。

2、画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。师生互动：

1、火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力。

2、四个合力为零，其中重力和支持力合力为零，牵引力和摩擦力合力为零。教师活动：

［过渡］那火车转弯时情况会有何不同呢？［CAI课件］模拟平弯轨道火车转弯情形。提出问题：

1.转弯与直进有何不同？

2、画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。学生活动：结合所学知识讨论分析师生互动：

［结论］转弯时需要提供向心力，而平直路前行不需要。

受力分析得：需增加一个向心力（效果力），由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供。教师活动：

提出问题：挤压的后果会怎样？

学生讨论：由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨容易损坏，轨缘也容易损坏。教师活动：

设疑引申：那么应该如何解决这一实际问题？结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明。

学生活动：发挥自己的想象能力，结合知识点设计方案。结合受力图发表自己的见解。教师活动：听取学生的汇报，点评。投影学生的受力图，进行定性分析

火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的。

强调说明：向心力是水平的.2、拱形桥

教师活动：播放录像，交通工具（自行车、汽车等）过拱形桥。

投影问题情境：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。通过分析，你可以得出什么结论？

学生活动：在练习本上独立画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力。学生代表发言。教师活动：投影学生推导过程，听取学生见解，点评、总结。

解题思路：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力；由牛顿第三定律求出桥面受到的压力。可见，汽车对桥的压力小于汽车的重量G，并且，压力随汽车速度的增大而减小。

思考：当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大？当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象？

学生活动：思考问题并发表见解。

点评：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。

3、航天器中的失重现象

学生活动：在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。

学生分析：若在近轨道绕地球做匀速圆周运动：得：FＮ=mg － mv2/r 当速度达到极限速度时，座舱对他的支持力FＮ= 0，航天员处于完全失重状态。

教师总结：其实对于任何一个按惯性飞行（只受重力作用）的飞行器或容器，其中的所有物体都处于完全失重状态。

4、离心运动

教师活动：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？发表你的见解并说明原因。学生活动：思考并发表见解。

教师活动：听取学生代表的发言，点评、总结。

如果向心力突然消失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去。如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心。这两种运动都叫作离心运动。结合生活实际，举出物体作离心运动的例子。在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的？你能说明出这些例子中离心运动是怎样发生的吗？学生活动：认真思考并讨论问题，学生代表发表见解。教师活动：听取学生见解，点评、总结。

点评：培养学生观察生活的良好品质，培养学生发现问题解决问题的主动求知的意识。

（三）课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

（四）实例探究

［例1］杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m＝0.5 kg，绳长l＝60 cm，求：（1）最高点水不流出的最小速率；

（2）水在最高点速率v＝3 m/s时，水对桶底的压力。

点评：抓住临界状态，找出临界条件是解决这类极值问题的关键.【思考】若本题中将绳换成轻杆，将桶换成球，上面所求的临界速率还适用吗? ［例2］如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M的质点P，与穿过中央小孔H的轻绳一端连着。平板与小孔是光滑的，用手拉着绳子下端，使质点做半径为a、角速度为ω1的匀速圆周运动。若绳子迅速放松至某一长度b而拉紧，质点就能在以半径为b的圆周上做匀速圆周运动.求质点由半径a到b所需的时间及质点在半径为b的圆周上运动的角速度.板书一览

5.7 生活中的圆周运动

一、铁路的弯道

gHR1、轨道水平：外轨对车的弹力提供向心力 vL2、轨道水平：内轨对车的弹力、重力、支持力提供向心力。

3、实际中，铁轨修好后H、R、L定，又g给定值，所以火车拐弯时的车速为一定值：

二、拱形桥

1、汽车过平桥：FN=G

v=gr2、汽车过凸形桥：FＮ=G － mv2/r 极限速度：

3、汽车过凸桥时： FＮ =G＋mv2/r

三、航天器中的失重现象

四、离心现象

1、离心运动

2、合外力与向心力的关系