新人教版高中物理必修二《生活中的圓周運動》精品教案

1、新人教版高中物理必修二生活中的圓周運動精品教案課 題5.8生活中的圓周運動課 型新授課教學目標知識與技能 1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過程與方法 1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 2通過對離心現(xiàn)象的實例分析，提高學生綜合應(yīng)用知識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，使學生明確具體問題必須具體分析，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通過離心運動的應(yīng)用和防止的實例分析使學生明白事物都是一分為二的，要學會用一分為二的觀點來看待問題重難點 教學

2、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(jié)合牛頓運動定律求解有關(guān)問題教學難點1具體問題中向心力的來源 2關(guān)于對臨界問題的討論知識主干一新課導(dǎo)入。二新課的講授。一、鐵路的彎道【二】、拱形橋 【三】、航天器中的失重現(xiàn)象： 【四】、離心運動 【五】臨界條件 課堂練習：教 學 活 動復(fù)習提問 師：請同學們回顧并敘述出對于圓周運動你已經(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；掌握了對于圓周運動的有關(guān)問題還必須通過運用牛頓第二定律去認真分析和處理 生：從

3、勻速圓周運動中總結(jié)出來的基本規(guī)律，通過運用等效的物理思想也可以去處理變速圓周運動的有關(guān)問題 師：剛才幾位同學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以致用是學習的最終目的，本節(jié)課將通過幾個具體實例的探討來深入理解相關(guān)知識點并學會應(yīng)用 新課教學【一】鐵路的彎道 師：同學們思考在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個力作用?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? 生：轉(zhuǎn)彎時火車的速度方

4、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，那么火車轉(zhuǎn)彎時是如何獲得向心力的?進一步受力分析得：需增加的向心力(效果力)，是由車輪的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供師：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)該如何解決這一問題呢?結(jié)合學過的知識加以討論：經(jīng)過短暫的討論，讓學生看課本24頁尋找答案。強調(diào)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(zhuǎn)彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?【二

5、】拱形橋公路上的拱形橋是我們常見的，汽車過橋時的運動可以看作是圓周運動，那么汽車在橋的弧頂時，對橋的壓力與汽車的速度有什么關(guān)系？同學們自己分析。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

6、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 課堂訓練 師：請同學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 例：一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑r=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？解：【三】

7、航天器中的失重現(xiàn)象：師：從剛才研究的一道例題可以看出，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 教師引導(dǎo)學生間交流、討論師：剛才同學們交流、討論的問題即為課本第25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 假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為m，它

8、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：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】、離心運動師：做圓周運動的物體一旦失去向心力的作用，它會怎樣運動呢?如果物體受的合力不足以提供向心力，它會怎樣運動呢?發(fā)表你的見解并說明原因生：我認為做圓周運動的物體一旦失去向心力的作用，它會沿切線飛出去，如體育中的“鏈球”運動，運動員

9、手一放后，“鏈球”馬上飛了出去生：如果物體受的合力不足以提供向心力，它會做逐漸遠離圓心的運動如：在電影中經(jīng)常看到，速度極快的汽車在急速轉(zhuǎn)彎時會有向外側(cè)滑寓的現(xiàn)象師：(聽取學生代表的發(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? 課本中的例子“洗衣機脫水時”和“高速運動的汽車轉(zhuǎn)彎時”【五】臨界條件 豎直平面內(nèi)圓周運動中的臨界問題 .

10、o .甲 乙 丙 丁1 如圖甲、乙 所示，沒有支撐物的小球在豎直平面作圓周運動過最高點的情況：臨界條件 能過最高點的條件 ，此時繩或軌道對球分別產(chǎn)生_ 不能過最高點的條件 2 如圖丙丁所示，為有支撐物的小球在豎直平面做圓周運動過最高點的情況豎直平面內(nèi)的圓周運動，往往是典型的變速圓周運動。對于物體在豎直平面內(nèi)的變速圓周運動問題，中學階段只分析通過最高點和最低點的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)，下面對這類問題進行簡要分析。能過最高點的條件 ，此時桿對球的作用力當0v時，桿對小球的力為 其大小為_討論：繩與桿對小球的作用力有什么不同？課堂訓練3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)