您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 幼儿/小学教育 > 小学教育 > 《生活中的圆周运动》说课课件
5.7生活中的圆周运动(说课)一、学情分析:•学生已经学习了匀速圆周运动、向心力、向心加速度的概念,已经对圆周运动有了比较清晰的认识,但学生对于向心力来源,涉及向心力的有关计算,还比较模糊,这样就不能进行知识迁移和解决实际问题。而解决实际问题的能力,学生还是比较欠缺的。二、教材分析•1、本课是必修2第五章的第7节,也是这一章的最后一节。这一节是本章关于圆周运动的总结,相对于下一章的万能有引力与航天,起到承上启下的作用。•2、教材的内容涉及多种生活中的实际问题,容量较大,根据教材并结合教学实际,可将问题分为定性和定量分析3、教学目标•1.能定性分析火车转弯外轨比内轨高的原因。•2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。•3.知道航天器中的失重现象的本质。•4.知道离心运动及其产生的条件,了解离心运动的应用和防止。•5.会用牛顿第二定律分析圆周运动。(1)知识与技能(2)过程与方法:•通过受力分析,并联系圆周运动推出修铁路和公路时在转弯处为何外侧高,航天器航天员为何处于失重状态,让学生明白进行科学的推理与计算也是解决实际问题的重要方法,另外,联系在生活中观察的现象,结合物理学进行思考也是获取物理知识的过程。(3)情感、态度和价值观:•通过一些交通事故的解释,使学生明,作为建筑施工工程师的重大责任,严谨科学态度的重要性,使学生建立学习物理的责任感和自豪感。4、重、难点•(1)火车车轮轮缘的作用•(2)汽车过拱桥临界问题•(3)航天器中失重的解释•(4)汽车转弯离心运动的解释三、教法和学法•教法:教师引导学生讨论、探究,在关键处给予点拨,让学生亲自动笔、推导并表述;•学法:推导、探究、讨论,发表意见;•为了更好的处理教材中的材料,我采用以下教学思路:•1、以圆周运动的动力学本质为主线,区分出圆周运动和离心运动两个内容,其中第一部分为主干•2、定性分析与定量分析相结合的实例教学,突出对生活中实际问题的科学解释和优化方案提出。四、教学过程•引题•讲一个真实报到:湖南长沙市天心区与湘府西路与书院南路交叉中处,四个月内连续发生11起车祸,其间,有关部门在540米内设立两个黄灯、5个橡胶减速带、5个警示标志,并限速10Km/h,但车祸还是继续发生,车总是撞到路对面的房子上,害得这家的人不敢在临街的屋子里住。最后一次一辆大卡车将这家的房子撞塌,并将一个女大学生撞死。有记者去采访大学物理系的教授才弄清了是怎么回事,并不是先前有人说的是风水问题。•实际上,只需采访一下我们班的同学即可,前提是要认真学习本节的知识——生活中的圆周运动思考:•在平直轨道上匀速行驶的火车,火车受几个力作用?这几个力的关系如何?那火车转弯时情况会有何不同呢?•火车转弯时是在做圆周运动,那么是什么力提供向心力?实例一、铁路的弯道车轮的构造火车车轮有突出的轮缘铁路的弯道——内外轨道一样高GN2vFFmr向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力.靠这种办法得到的向心力缺点是什么?如何解决这一实际问题?F【最佳方案】外轨略高于内轨GFNF合α【方案剖析】nFF合Rvmmg2tan火车转弯规定临界速度:tanvgR临界解析:重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力•【研究与讨论】如果火车在转弯处的速度不等于规定速度,会发生怎样情况?讨论:1.当,F提合力不足以提供向心力外轨对轮缘有挤压;2.当,=F提合力恰好等于向心力内外轨对轮缘都无挤压3.当,F提合力大于向心力,内轨对轮缘有挤压tanvgRnFnFnFtanvgRtanvgR火车行驶速率vv规定当火车行驶速率vv规定时当火车行驶速率vv规定时GNN′火车行驶速率vv规定GNN′外轨对轮缘有侧压力内轨对轮缘有侧压力注意1、火车转弯时向心力是水平的.从这个例子我们进一步知道:2、向心力是按效果命名的力,如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用,还要再受到一个向心力,那就不对了。F合=mgtanθ=Fn汽车赛道转弯处是外高内低(并且超车道比主车道更加倾斜)汽车在倾斜路面上转弯靠合力提供向心力GFn1.如图3-4-2所示,公路路面的倾斜角为θ,设弯道路段的半径为R,重力加速度为)g,要保证安全,汽车在弯道路段的行驶速度应满足(A.v=gRtanθB.V=gR2tanθC.V≤D.V≤图3-4-2gRtanθgRsinθ公路上的拱形桥是常见的,汽车过桥时,也可以看做圆周运动。那么是什么力提供汽车的向心力呢?思考:实例二、拱形桥二、汽车过桥123汽车通过桥最高点时,车对桥的压力以“凸形桥”为例分析:1、分析汽车的受力情况2、找圆心3、确定F合即F向心力的方向。4、列方程NG·F合=G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2'vNNGmR压力思考:汽车在拱形桥顶端的速度不同,桥对车的支持力也不同,有什么不同呢?向心力的计算【例】如图3-4-1所示,汽车质量为1.0×103kg,以5m/s的速率通过拱形桥的最高点,拱桥的半径为10m,g取10m/s2,此时汽车对拱形桥的压力大小为图3-4-1A.1.0×103NB.2.0×103NC.7.5×103ND.5.0×103N若速度为10m/s呢?汽车在拱形桥最高点运动时,存在临界速度。即当时,有则临界速度为0FN20vmgmR0vgR拓展凹形桥下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时,汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?•学生分析汽车通过最底点时车对桥(过水路面)的压力2vNGmr模拟实验图9)。汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点2vNGmGr2vNGmGr小结:地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?……思考与讨论该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现,不过不是在汽车上,而是在航天飞机中.汽车速度增大v思维拓展分析假设宇宙飞船总质量为M,它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动,速率为V,其轨道半径近似等于地球半径R,航天员质量为m,宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力.试求座舱对宇航员的支持力.通过求解你可以得出什么结论?三、航天器中的失重现象一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,距地面一二百千米时,它的轨道半径近似等于地球半径,航天员受到地球引力近似等于重力22()NNvmgFmRvFmgRvgR船舱对航天员的支持力为零,航天员处于失重状态。F=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当“供”“需”平衡时,物体做圆周运动想一想:当“供”“需”不平衡时,物体将如何运动呢?观察1、定义:当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时,物体做逐渐远离圆心的运动,叫做离心运动。实例四、离心运动离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干2、离心运动的应用与防止离心运动的应用(单选)下列预防措施中,与离心现象无关的是()BA.砂轮的外侧加防护罩B.厢式电梯张贴限载标识C.火车拐弯处设置限速标志D.投掷链球的区域加防护网(单选)一个做匀速圆周运动的物体,当F合突然小于mrω2时()CA.沿切线方向做匀速直线运动飞出B.将做靠近圆心的曲线运动C.将做远离圆心的曲线运动D.将做平抛运动解析:做匀速圆周运动的物体,当合外力突然小于向心力时,物体将做离心运动.•引题•讲一个真实报到:湖南长沙市天心区与湘府西路与书院南路交叉中处,四个月内连续发生11起车祸,其间,有关部门在540米内设立两个黄灯、5个橡胶减速带、5个警示标志,并限速10Km/h,但车祸还是继续发生,车总是撞到路对面的房子上,害得这家的人不敢在临街的屋子里住。最后一次一辆大卡车将这家的房子撞塌,并将一个女大学生撞死。有记者去采访大学物理系的教授才弄清了是怎么回事,并不是先前有人说的是风水问题。回顾引例一、铁路的弯道1.外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力2.讨论:为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?二、拱形桥1.思考:汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力谁大?2.竖直面内圆周运动中的超重、失重情况.三、航天器中的失重现象万有引力提供向心力,支持力为零,完全失重四、离心运动1.离心现象的分析与讨论.2.离心运动的应用和防止.小结通过本节课的学习我们知道:板书设计=nnFFma合供需圆周运动离心运动nnFFma合供需1、火车转弯2tanvmgmR0tanvgR临界速度2、拱桥(最高点)2NvmgFmR3、凹桥(最低点)2NvFmgmR2NvFmgmR(失重)0vgRNF=0时,临界速度4、航天器中失重现象万有引力提供向心力离心运动的应用和防止2+NvFmgmR(超重)
本文标题:《生活中的圆周运动》说课课件
链接地址:https://www.777doc.com/doc-5672454 .html