導(dǎo)學(xué)案:生活中的圓周運(yùn)動(dòng)_第1頁
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導(dǎo)學(xué)案:生活中的圓周運(yùn)動(dòng)_第3頁
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生活中的圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】(1).知道向心力是使物體產(chǎn)生向心加速度的原因.(2).會(huì)在具體問題中分析向心力的來源,并能初步應(yīng)用公式計(jì)算.(3).能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例.(4).知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng),會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度.【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】會(huì)在具體問題中分析向心力的來源,并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題.【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】1.具體問題中向心力的來源.2.對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理.【學(xué)習(xí)過程】一、復(fù)習(xí)提問提問1:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體有什么特點(diǎn)?提問2:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力就是物體受到的合外力,那么什么樣的力可以提供或充當(dāng)向心力呢?提問3:向心力是一種實(shí)際存在的力嗎?在受力分析中如何處理向心力?在實(shí)際問題中又如何確定向心力的大小呢?展示生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的圖片或影片,生活中有很多物體在做圓周運(yùn)動(dòng),他們的向心力是由哪些力來提供呢?這節(jié)課我們結(jié)合生活中一些具體的問題來分析向心力的來源問題。二、新課學(xué)習(xí)(一)、火車轉(zhuǎn)彎問題1.分析火車在平直軌道上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受什么力?2.如果火車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎時(shí)情況又有何不同呢?。3.火車轉(zhuǎn)彎做的是一段圓周運(yùn)動(dòng),需要有力來提供火車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,而平直路前行不需要.那么火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是如何獲得向心力的?4.高速行駛的火車的輪緣與鐵軌擠壓的后果會(huì)怎樣?如何解決這一實(shí)際問題?結(jié)合學(xué)過的知識(shí)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(xué)生發(fā)揮自己的想象能力,結(jié)合知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案.結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解……設(shè)計(jì)的方案:合合5.運(yùn)用剛才的分析進(jìn)一步討論:火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度多大時(shí)才不至于對(duì)內(nèi)外軌道產(chǎn)生相互擠壓?選擇合適的彎道傾斜角度,使向心力僅由支持力FN和重力G的合力F合提供:F向=mv02/r=F合=mgtanθv0=討論:(1)當(dāng)v=v0,F(xiàn)向=F合內(nèi)外軌道對(duì)火車兩側(cè)車輪輪緣都無彈力。(2)當(dāng)v>v0,F(xiàn)向>F合外軌道對(duì)外側(cè)車輪輪緣有彈力。(3)當(dāng)v<v0,F(xiàn)向<F合內(nèi)軌道對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有彈力。6.提問:要使火車轉(zhuǎn)彎時(shí)損害最小,對(duì)行駛的速度有什么要求?〖拓展應(yīng)用〗1.解釋下列現(xiàn)象:(1).為什么高速公路彎道處外高內(nèi)低,超速車道比主車道更傾斜?(2).在場(chǎng)地自行車比賽中,為什么比賽路面也是外高內(nèi)低,(3).飛機(jī)要在空中實(shí)施水平轉(zhuǎn)彎,應(yīng)該怎樣飛行?(4).汽車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎是什么力提供向心力?(二)、汽車過拱形橋(只限在最高點(diǎn))分析汽車過橋的特點(diǎn)1.汽車過橋時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)?在最高點(diǎn)汽車受什么力的作用?什么力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力?vvRN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(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力.通過分析你可以得出什么結(jié)論?汽車在橋頂出現(xiàn)什么現(xiàn)象?2.當(dāng)汽車對(duì)橋的壓力剛好減為零時(shí),汽車的速度有多大,當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?RRNv3.分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí),汽車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大些還是小些?4.剛才同學(xué)們分析了汽車在拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)的情形,如果汽車不在拱形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn),前面的結(jié)論還是否能用?如果不能直接運(yùn)用,又如何來研究這一問題呢?〖拓展應(yīng)用〗下面請(qǐng)同學(xué)看影片回答問題1、雜技”水流星”在通過最高點(diǎn)時(shí)為什么水沒有流出來?RR.2、演示小球過“山車”,學(xué)生求小球過“山車”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)最小速度(知小球過“山車”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R)3、滿足什么條件如圖所示的翻滾過山車就不會(huì)從最高點(diǎn)掉不下來?4、思維拓展-------思考與討論地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛,不斷加速。請(qǐng)思考:會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。速度大到一定程度時(shí),地面對(duì)車的支持力是零,此時(shí)汽車處于什么狀態(tài)?駕駛員與座椅間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分間的壓力是多少?駕駛員此時(shí)可能有什么感覺?[課堂訓(xùn)練]例:一輛質(zhì)量m=2t的小轎車,駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面,求:(1)若橋面為凹形,汽車以20m/s的速度通過橋面最低點(diǎn)時(shí),對(duì)橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形,汽車以l0m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí),對(duì)橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí),對(duì)橋面剛好沒有壓力?【課堂小結(jié)】本節(jié)課通過一些具體的實(shí)例探究了物體在水平面內(nèi)和豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,知道了在具體圓周運(yùn)動(dòng)中如何來確定向心力。用向心力公式求解問題時(shí)的解題步驟如何?明確研究對(duì)象,確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),找到圓心和半徑;確定研究對(duì)象在某個(gè)位置所處的狀態(tài),進(jìn)行具體的受力分析,分析哪些力提供了向心力;根據(jù)牛頓第二定律,以及向心力公式列方程;解方程,對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論。【閱讀資料】海南汽車試驗(yàn)場(chǎng)海南汽車試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)環(huán)境優(yōu)美,花香鳥語,各種試驗(yàn)道路縱橫交錯(cuò),形成一道獨(dú)特的風(fēng)景線。其中,高速性能試驗(yàn)跑道尤為特別,它全長(zhǎng)6公里,是我國(guó)最長(zhǎng)的高速試車道,南北兩個(gè)環(huán)道有如兩個(gè)環(huán)型墻壁繞成一圈,跑道兩邊高差達(dá)5米多,有兩層樓高,路面與地平面的夾角成43度多,當(dāng)汽車在上面駕駛時(shí),有如飛車走壁

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