《7.生活中的圆周运动》教案

第七节生活中的圆周运动教案一、教学目标㈠知识与技能1．进一步理解向心力的含义并会在具体问题中分析向心力的来源；2．能够熟练运用圆周运动知识解释生活中的圆周运动现象；㈡过程与方法1．学会分析圆周运动的方法，会分析弯道的实际的例子，培养理论联系实际的能力；2．能从日常生活中发现与圆周运动有关的知识，并能用所学知识去解决发现的问题。㈢情感、态度与价值观体会圆周运动中的奥妙，培养学习物理知识的求知欲，善于将所学知识应用于实际生活中。二、学情分析在学习本节内容之前，学生已经学习了描述圆周运动的运动学物理量（如线速度、角速度、向心加速度等）和向心力等力学知识，已经掌握了学习本节课必备的物理基础知识。圆周运动虽然是日常生活中的常见现象，但学生对此并没有深刻的了解，对圆周运动的认识感性的认识多，理性的认识少，不知道如何准确地、全面地分析这一运动现象。大多数学生对向心力的理解还不够透彻、准确，常常误认为向心力是一种特殊的力，是做圆周运动的物体另外受到的一个力。学生虽然已经能够熟练地应用牛顿第二定律分析直线运动问题，但应用牛顿第二定律分析圆周运动还是第一次，比较陌生，不习惯，不适应。另外，高一阶段的学生，其思维习惯中形象思维占的比例还比较大，逻辑思维的能力有待进一步的开发和提高，对于物理学科特定的研究方法和分析方法有了一定的了解，但还不是非常的熟练，有待进一步地提高。[来源:学。科。网]三、重点难点1．分析具体问题中向心力的来源；2．火车转弯时的具体分析。四、教学方法[来源:Zxxk.Com]观察法讲授法讨论练习五、课时安排：1课时六、教学过程1.【复习导入】[来源:Zxxk.Com]提问：物体做圆周运动时，受力有何特点？向心力的特点？大小，方向？向心力来源？答：物体要受到指向圆心的向心力方向：总是指向圆心大小：2rvmF或F=mrω2来源：物体受到的合力或某一个力F由物体受力来决定、是物体做圆周运动需要的向心力。只有供应等于需求物体才能做圆周运动。本节课以圆周运动的知识解释生活中的常见的圆周运动问题。课件展示给生活中的各种圆周运动。本节课火车转弯、汽车过拱形桥为例探讨生活中的圆周运动。2．【新课教学】（一）、汽车转弯【活动】观看视频：学生观看视频，播放一段汽车拐弯侧翻的视频讨论以下的问题：(1)、转弯处的向心力来源？(2)、汽车为什么没能安全转弯？师生共同总结A、向心力由沿转弯半径指向里面的静摩擦力提供，μmg=m2rv,v=grB、汽车速度太大，因而需要的向心力太大，或者说静摩擦力提供的向心力不够大。供需不相等，实际需要的向心力大于汽车与路面提的最大静摩擦力思考：刚才我们根据摩擦力提供向心力分析了汽车拐弯的安全问题，有没有办法让其他力来提供向心力呢？F合=mgtanθ=m2rv,v=tangr联系到火车转弯若轨道是平面是否很危险呢？(二)、火车转弯仔细观察过火车车轮与铁轨的构造吗？【活动】请根据你所了解的以及从图片中观察到的情况，说一说火车的车轮结构如何？轨道结构如何？[来源:Zxxk.Com]轨道将两车轮的轮缘卡在里面。车轮有突出的轮缘。问题：如果内外轨一样高，火车转弯时做曲线运动，所受合外力应该怎样？需要的向心力有那些力提供?火车的质量很大，行驶的速度很大，如此长时间后，对轨道和列车有什么影响？如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢？学生讨论后，教师总结[来源:Z+xx+k.Com]A．向心力F由外侧轨道对轮缘的压力提供，极易损坏轨道和车轮类比汽车转弯，如果火车在转弯处使外轨道略高于内轨道，火车受力不是竖直的，而是斜向轨道的内侧。它与重力的合力指向圆心，成为使火车转弯的向心力。B．如果根据转弯半径R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差，使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供，这样外轨道就不再受轮缘的挤压了。向心力来源课件展示并上学生求出来。F合=mgtanθ=m2rv,v=tangr讨论：提问：火车如果不是按此速度行驶，会怎么样呢？讨论和交流后得到：(1)当火车行驶速率v等于规定速度v0时，内、外轨道对轮缘都没有侧压力。(2)当火车行驶速度v大于规定速度v0时，火车有向外侧运动的趋势，故外轨道对轮缘有侧压力。(3)当火车行驶速度v小于规定速度v0时，火车有向内侧运动的趋势，故内轨道对轮缘有侧压力。（三）、汽车过拱形桥1.凸形桥问题1：如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？问题2：如果汽车在拱形桥上，以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候，桥面受到的压力如何？学生讨论后，教师总结1、静止时，桥面受到的压力等于车的重力2、列出方程：mg--FN=m2rv得FN=mg--m2rvmg由牛顿第三定律得出，此时压力小于重力汽车处于失重状态问题3：汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力发生什么变化？问题4：试分析如果汽车的速度不断增大，会有什么现象发生呢？学生讨论，教师总结3、汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越小。4、当速度不断增大的时候，压力会不断减小，当达到某一速度时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面。汽车过凹型桥呢？课件展示学生自主找出向心力来源、结有什么特点。课堂练习1.火车在某转弯处的规定行驶速度为v,则下列说法正确的是（）A.当以速度v通过此转弯处时,火车所受的重力及轨道面的支持力这两个力的合力提供了转弯的向心力B.当以速度v通过此转弯处时,火车所受的重力、轨道面的支持力及外轨对车轮轮缘的弹力这三个力的合力提供了转弯的向心力C.当火车以大于v的速度通过此转弯处时,车轮轮缘会挤压外轨D.当火车以小于v的速度通过此转弯处时,车轮轮缘会挤压外轨2、所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是?3.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是()A.a处B.b处C.c处D.d处布置作业]完成P30“2.3.4”中的题目．