生活中的圓周運

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上“生活中的圓周運動”教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標：1、 知識與技能：會在具體問題中分析向心力的來源能理解運用勻速圓周運動的規(guī)律，分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例2、 過程與方法：通過對勻速圓周運動的實例分析，滲透理論聯(lián)系實際的觀點，提高學(xué)生分析和解決問題的能力通過勻速圓周運動的規(guī)律，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力通過對離心現(xiàn)象的實例分析，滲透法制教育，提高學(xué)生的法制意識和綜合應(yīng)用知識解決實際生活中相關(guān)物理問題的能力3、情感、態(tài)度與價值觀通過對幾個實例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會用合理、科學(xué)的方法處理問題 通過離心運動的應(yīng)

2、用和防止的實例分析使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會用一分為二的觀點來看待問題養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。教學(xué)重點：火車拐彎問題和汽車拱橋問題教學(xué)難點: 如何分析向心力的來源及列式設(shè)計思路：本節(jié)課取材于人民教育出版社出版的普通高中課程標準實驗教材物理必修一第五章第七節(jié)生活中的圓周運動。培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力是現(xiàn)在課改對教師和學(xué)生提出的要求，因而作為教師在教學(xué)時，要引導(dǎo)學(xué)生如何進行探究及怎樣探究上做文章，讓學(xué)生學(xué)會探究方法，從而舉一反三。本節(jié)課就是從此出發(fā)，以“火車是如何拐彎”的問題讓學(xué)生進行探究，打開學(xué)生聯(lián)系生活的思路，培養(yǎng)他們探究能力和創(chuàng)新能力。具體設(shè)計如下：復(fù)習(xí)

3、向心力知識，在學(xué)生腦海建立做圓周運動物體需要提供向心力的體系，通過生活中汽車拐彎和貴州盤山公路的修建探究火車拐彎問題，讓學(xué)生暢所欲言，從而使得“拱橋問題”的解題思路呼之欲出，利用牛頓第二定律列式。學(xué)生通過生活經(jīng)驗可以很快理解離心運動，和知道一些生活中的交通規(guī)定，這樣真正使學(xué)生體會到“物理來源于生活”這句話，提高學(xué)生對物理的興趣。教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)學(xué)習(xí)方法：自主 探究一、新課導(dǎo)入復(fù)習(xí)提問師：請同學(xué)們回顧圓周運動你已經(jīng)理解和掌握了哪些基本知識 生：我已經(jīng)理解和掌握了可以用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓周運動物體的運動快慢；知道了圓周運動一定是變速運動，一定具有加速度師：為什么

4、我們一定先要對物體受力分析？生：物體要做勻速圓周運動一定需要向心力師：剛才幾位同學(xué)各自從不同的角度回顧和交流了對圓周運動有關(guān)基本知識和基本規(guī)律的認識而我們知道學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的最終目的，本節(jié)課將通過幾個具體實例的探討來深入理解相關(guān)知識點并學(xué)會應(yīng)用 二、新課教學(xué)師：(多媒體課件)模擬在平直軌道上勻速行駛的火車問：1火車受幾個力作用? 2這幾個力的關(guān)系如何?生：火車受到4個力的作用，各為兩對平衡力，即合外力為零師：對，火車受重力、支持力、牽引力及摩擦力且四個力合力為零，其中重力和支持力的合力為零，牽引力和摩擦力的合力為零師：那火車轉(zhuǎn)彎時情況會有何不同呢?多媒體課件：模擬平直軌道火車轉(zhuǎn)彎情形提出問題：

5、1轉(zhuǎn)彎與直進有何不同? 2畫出受力示意圖，并結(jié)合運動情況分析各力的關(guān)系生：轉(zhuǎn)彎時火車的速度方向在不斷變化，故其一定有加速度，其合外力一定不為零師：對，轉(zhuǎn)彎時合外力不為零，即需要提供向心力，而平直路前行不需要那么火車轉(zhuǎn)彎時是如何獲得向心力的?學(xué)生討論（教師提醒看課本第26頁的圖571 ）進一步受力分析得：需增加的一個向心力，由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供師：提出問題：擠壓的后果會怎樣?生：由于火車質(zhì)量、速度比較大，故所需向心力也很大這樣的話，輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大，導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞，軌緣也容易損壞師：那么應(yīng)該如何解決這一實際問題?結(jié)合學(xué)過的知識加以討論，提出

6、可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明交流與討論學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識點設(shè)計方案結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解師：剛才同學(xué)們交流和討論得非常熱烈、充分，方案設(shè)計得也很好，特別是有的學(xué)生可以結(jié)合我們貴州的盤山公路的修建，說明他們認真觀察了生活，下面我們擇其一的示意圖來共同分析、說明投影學(xué)生的受力圖，進行定性分析（強調(diào)說明：向心力是水平的）師：請同學(xué)們運用剛才的分析進一步討論：實際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?學(xué)生討論教師歸納（板書）一、火車拐彎1、當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時，內(nèi)外軌道對火車輪緣無擠壓2、當(dāng)火車行駛速度v大于規(guī)定速度v0時，外軌道對火車輪緣擠壓

7、3、當(dāng)火車行駛速度v小于規(guī)定速度v0時，內(nèi)軌道對火車輪緣擠壓二、拱形橋播放錄像，交通工具(自行車、汽車等)過拱形橋投影問題情境：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力 學(xué)生在練習(xí)本上獨立畫出汽車的受力圖，推導(dǎo)出汽車對橋面的壓力學(xué)生代表發(fā)言投影學(xué)生推導(dǎo)過程，聽取學(xué)生見解，點評、總結(jié)生：在最高點，對汽車進行受力分析，確定向心力的來源；由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力：由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力FN=Gmv2/r 可見，汽車對橋的壓力FN小于汽車的重力G，并且壓力隨汽車速度的增大而減小師：請同學(xué)們進一步考慮當(dāng)汽

8、車對橋的壓力剛好減為零時，汽車的速度有多大當(dāng)汽車的速度大于這個速度時，會發(fā)生什么現(xiàn)象?生：把 FN=0代入上式可得，此時汽車的速度為，當(dāng)汽車的速度大于這個速度時，就會發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象這種現(xiàn)象我們在電影里看到過師：好，下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大些還是小些？生：通過對汽車進行受力分析汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大師：請同學(xué)們一起來看一道例題，看完題后，自己先獨立分析、處理，然后我們再一道交流、討論課堂訓(xùn)練：1、一卡車勻速行駛，地形如圖由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段是（ ）2、一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑R

9、=90m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10ms2求：(1)若橋面為凹形，汽車以20ms的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形，汽車以l0ms的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力答案：(1)2.98×104N (2)1.78×104N (3) 30ms課時2（板書）三、航天器中的失重現(xiàn)象師：從前面研究的一道題可以看出，當(dāng)汽車通過拱形橋凸形橋面頂點時，如果車速達到一定大小，則可使汽車對橋面的壓力為零如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”，則情形如何呢?會不會出現(xiàn)這樣的情況；速度達到一定程度時，

10、地面對車的支持力是零?這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少?他這時可能有什么感覺?學(xué)生獨立分析以上提出的問題，并在練習(xí)本上畫出受力分析圖，嘗試解答投影學(xué)生推導(dǎo)過程，引導(dǎo)學(xué)生間交流、討論師：剛才同學(xué)們交流、討論的問題即為課本第28頁上面的“思考與討論”，該“思考與討論”中描述的情景其實已經(jīng)實現(xiàn)，不過不是在汽車上，而是在航天飛機中投影：假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力試求座艙對宇航員的支持力此時飛船的速度多大?通過求解你可以得出什么結(jié)論?生

11、：通過對宇宙飛船受力分析，并運用牛頓第二定律可解得：宇宙飛船的速度為，再對宇航員進行分析可得此時座椅對宇航員的支持力為零即航天員處于失重狀態(tài)四、離心運動教師演示：一繩拉球在空間水平做圓周運動師：若松手會發(fā)生什么事？為什么？生：它會沿切線飛出去，因提供向心力的外力消失了，它會做逐漸遠離圓心的運動 師：(聽取學(xué)生代表的發(fā)育，點評、總結(jié))如果向心力突然消失，物體由于慣性，會沿切線方向飛出去（板書）四、離心運動 如果物體受的合力不足以提供向心力，物體雖不能沿切線方向飛出去但會逐漸遠離圓心這兩種運動都叫做離心運動討論與思考師：請同學(xué)們結(jié)合生活實際，舉出物體做離心運動的例子在這些例子中，離心運動是有益的還

12、是有害的?你能說出這些例子中離心運動是怎樣發(fā)生的嗎?學(xué)生認真思考并討論問題，學(xué)生代表發(fā)表見解，相互間交流、討論教師聽取學(xué)生見解，點評、總結(jié)并投影出“洗衣機脫水時”和“高速運動的汽車轉(zhuǎn)彎時”的多媒體課件，并強調(diào)遵守交通法規(guī)的重要性，超速的危害，讓同學(xué)們回去與父母交流。課堂訓(xùn)練1、雜技演員在做水流星表演時，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，若水的質(zhì)量m05 kg，繩長l=60cm，求：(1)最高點水不流出的最小速率，(2)水在最高點速率v3 ms時，水對桶底的壓力答案：(1)2.42m/s (2)2.6N思考：若本題中將繩換成輕桿，將桶換成球，上面所求的臨界速率還適用嗎?（板書）五、豎直平面內(nèi)的圓周運動1、繩拉球 v=為最高點的臨界速度，此時T=0 在最高點 當(dāng)V時，繩對小球有拉力2、桿拉球在最高點 當(dāng)V時，桿對球有拉力；當(dāng)V時，桿對球有支持力 當(dāng)V=時，桿對球無作用力；當(dāng)V=0為桿最高點的臨界速度（學(xué)生練習(xí)）一根長l0.625 m的細繩，一端拴一質(zhì)量m=0.4 kg的小球，使其在豎直平面內(nèi)繞繩的另一端做圓周運動，求：(1)小球通過最高點時的最小速度；(2)若小球以速度v=3.0ms通過圓周最高點時，繩對小球的拉力多大?若此時繩突然斷了，小球?qū)⑷绾芜\動?答案:（1）2.5m/s(2)1.76N離心運動（平拋