魯科版必修2 向心力的實例分析 第1課時 教案.doc

課 題向心力的實例分析教師教 學 目 標知識與技能 1知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運動的物體所受的向心力會在具體問題中分析向心力的來源 2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 3知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度過程與方法 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，提高學生分析和解決問題的能力情感、態(tài)度與價值觀 1通過對幾個實例的分析，使學生理解物理與生活的聯(lián)系，學會用合理、科學的方法處理問題 2養(yǎng)成良好的思維表述習慣和科學的價值觀教學重點、難點教學重點 1理解向心力是一種效果力 2在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結合牛頓運動定律求解有關問題教學難點 1具體問題中向心力的來源 2關于對臨界問題的討論和分析 3對變速圓周運動的理解和處理教 學 方 法 探究、講授、討論、練習教 學 手 段 教具準備 多媒體課件 教 學 活 動情景導入 投影視頻 師：請同學們觀看生活中常見的圓周運動以及賽車在經(jīng)過彎道時畫面，讓大家思考我們如何才能使賽車在彎道上不減速通過？ 課件展示自行車賽中賽場和運動員的特點。 學生分組討論以上問題。 新課教學 一、鐵路的彎道 師：(多媒體課件)展示觀察鐵軌和火車車輪的形狀。 學生討論探究：火車轉彎的特點并進行受力分析確定向心力。指出此情況下的缺點。 師：(設疑引申)那么應該如何解決這一實際問題?結合學過的知識加以討論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明 交流與討論 學生發(fā)揮自己的想象能力，結合知識點設計方案結合受力圖發(fā)表自己的見解 師：剛才同學們交流和討論得非常熱烈、充分，方案設計得也很好，下面我們擇其一的示意圖來共同分析、說明 讓學生代表畫受力圖，進行定性分析；課件展示： 火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對內外軌都無擠壓，這樣就達到了保護鐵軌的目的 強調說明：向心力是水平的 師：請同學們運用剛才的分析進一步討論：實際的鐵路上為什么轉彎處的半徑和火車運行速度有條件限制? 二、拱形橋 師生互動 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 師：通過分析，你可以得出什么結論? 學生在練習本上獨立畫出汽車的受力圖，推導出汽車對橋面的壓力學生代表發(fā)言 投影學生推導過程，聽取學生見解，點評、總結 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：請同學們進一步考慮當汽車對橋的壓力剛好減為零時，汽車的速度有多大當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代人上式可得，此時汽車的速度為，當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：剛才同學們分析了汽車在拱形橋最高點的情形，如果汽車不在拱形橋的最高點或最低點，前面的結論還是否能用?如果不能直接運用，又如何來研究這一問題呢? 生：前面的結論能直接運用，不過此時物體的向心加速度不等于物體的實際加速度，即要用上一節(jié)研究變速圓周運動的方法來處理 師：好這說明我們很多同學分析和處理物理問題的能力有了較大的提高，希望同學們繼續(xù)努力，爭取有更大進步 點評：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，提高學生分析和解決問題的能力三、航天器中的失重現(xiàn)象（知識的延伸） 師：從剛才研究的可以看出，當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，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? 學生獨立分析以上提出的問題，并在練習本上畫出受力分析圖，嘗試解答 投影學生推導過程，引導學生間交流、討論 師：剛才同學們交流、討論的問題即為課本上面的“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 假設宇宙飛船質量為m，它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運動，其軌道半徑近似等于地球半徑r，航天員質量為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論? 生：通過整體法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) 點評：通過實例分析，讓學生了解到航天器中的失重現(xiàn)象學習知識的同時激發(fā)學習物理學的興趣 四、實例探究豎直面內物體做圓周運動的兩種模型： 輕繩和輕桿模型。 課堂訓練一根長l0.625 m的細繩，一端拴一質量m=0.4 kg的小球，使其在豎直平面內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，小球將如何運動?小結 師：請同學們根據(jù)自己對本節(jié)內容的理解，在筆記本上將本節(jié)課的主要內容進行總結 學生認真總結概括本節(jié)內容，并把自己對這節(jié)課的體會寫下來 點評：總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力教師要放開讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架作 業(yè)布置作業(yè)1、完成本節(jié)課后的題目2、親身體會迷你實驗。板 書 設 計向心力的實例分析一、向心力的實例分析（一）鐵