曲線運(yùn)動(dòng)教學(xué)建議.ppt

1、第五章 曲線運(yùn)動(dòng)教學(xué)建議,李天印 2011-2-23,一、課程標(biāo)準(zhǔn)要求,1.會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動(dòng). 2.會(huì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng),知道向心加速度. 3.會(huì)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.分析生產(chǎn)和生活中的離心現(xiàn)象. 4.關(guān)注拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系.,二、課時(shí)安排建議（12課時(shí)）,1曲線運(yùn)動(dòng)1課時(shí) 2平拋運(yùn)動(dòng)2課時(shí) 3實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)2課時(shí) 4圓周運(yùn)動(dòng)1課時(shí) 5向心加速度1課時(shí) 6向心力1課時(shí) 7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)2課時(shí) 總結(jié)、檢測(cè)、講評(píng)2課時(shí),四、教學(xué)建議,以創(chuàng)設(shè)問(wèn)題學(xué)生思考為主線 以教師點(diǎn)撥學(xué)生活動(dòng)為核心 以學(xué)生落實(shí)知識(shí)應(yīng)用為根本 以培養(yǎng)學(xué)生探究能力為目標(biāo)

2、 教學(xué)案例,第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng),本節(jié)課需要解決的三個(gè)問(wèn)題： 1、曲線運(yùn)動(dòng)的概念 2、曲線運(yùn)動(dòng)的條件 3、曲線運(yùn)動(dòng)的描述（位移、速度）,問(wèn)題1：什么是曲線運(yùn)動(dòng)？ 問(wèn)題2：物體為什么會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)？ 問(wèn)題3：怎樣確定做曲線運(yùn)動(dòng)物體的位移？ 問(wèn)題4：怎樣確定做曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度？ 問(wèn)題5：實(shí)例分析，怎樣確定蠟塊的位置和速度？,曲線運(yùn)動(dòng)實(shí)例,做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,1.觀察現(xiàn)象，提出問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)： （1）教材P6圖5.1-11鋼球在磁鐵吸引下怎樣運(yùn)動(dòng)？ （2）演示拋球運(yùn)動(dòng) （3）教材P6圖5.1-12地球?qū)πl(wèi)星的引力與速度方向不在同一條直線上。,1.提出問(wèn)題: 質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的有 A.曲線運(yùn)動(dòng)的速度

3、大小一定變化 B.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定變化 C.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) D.質(zhì)點(diǎn)受到的合外力一定不為零,曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) a0, F0,運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,曲線運(yùn)動(dòng)位移的確定,如何確定某一時(shí)刻（或某一位置）的速度方向和大??？,理論探究: 從平均速度到瞬時(shí)速度(從割線到切線).,質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向.,描述質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的方法,坐標(biāo)系位置(位移)軌跡速度,運(yùn)動(dòng)的合成(位移、速度、加速度): 平行四邊形定則.,位置(坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系 ) x = vxt y = vyt 軌跡消去t y =x 速度v = tan=,課堂練習(xí),1.要求學(xué)生課堂上完成問(wèn)題與練習(xí).,題1.了

4、解生活中常見(jiàn)的曲線運(yùn)動(dòng),及某點(diǎn)速度的方向. 題2. 體會(huì)速度矢量的角度變化,為加速度的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備. 題3.較難.已知受力情況判定物體的運(yùn)動(dòng)情況.,課堂練習(xí),2.質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q, 如果v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、加速度和受到的合外力,下列圖象可能正確的是,1.曲線運(yùn)動(dòng)的條件. 2.力F、加速度a、速度v之間的關(guān)系.,【D】,第二節(jié) 平拋運(yùn)動(dòng),本節(jié)課需要解決的問(wèn)題： 1、平拋運(yùn)動(dòng)的概念（初速度水平，只受重力） 2、平拋運(yùn)動(dòng)的描述（速度、位移、軌跡） 3、一般拋體運(yùn)動(dòng)（研究方法類比平拋運(yùn)動(dòng)）,問(wèn)題1：什么樣的運(yùn)動(dòng)是拋體運(yùn)動(dòng)？什么樣的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)？各舉一個(gè)實(shí)例加以說(shuō)明。

5、它們的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？ 問(wèn)題2：怎樣計(jì)算平拋物體運(yùn)動(dòng)的速度？ 問(wèn)題3：怎樣計(jì)算平拋物體運(yùn)動(dòng)的位移？ 問(wèn)題4：怎樣證明做平拋運(yùn)動(dòng)的物體水平方向的運(yùn)動(dòng)和豎直方向的運(yùn)動(dòng)是等時(shí)的？ 問(wèn)題5：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是什么樣的？ 問(wèn)題6：推導(dǎo)一般的拋體運(yùn)動(dòng)的速度、位移關(guān)系式。,分析平拋運(yùn)動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生用解平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的思想方法解平拋運(yùn)動(dòng). (1)建立坐標(biāo)系. (2)對(duì)小球進(jìn)行受力分析. (3)分析小球在不同方向的加速度和速度變化情況. (4)得到不同方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律. (5)運(yùn)動(dòng)的合成與分解求不同時(shí)刻的位移和速度.,平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生求解: 水平方向: Fx=0, ax=0 豎直方向:Fy =m

6、g,ay =g,vy0 =0 位置: x = v0t; y = gt2 位移:r= tan= 軌跡:消去t,平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,位移:r= tan = 速度: vx =v0; vy =gt v= tan =,注意位移與速度 tan= 2tan,平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,例題(課本例題2):將一個(gè)物體以10 m/s的速度從高為10 m的高度水平拋出,不計(jì)空氣的阻力,取g=10 m/s2. 1.求物體在空中飛行的時(shí)間t; 2.求物體飛行的水平距離x; 3.求落地時(shí)的速度方向與水平地面的夾角; 4.如果增大平拋的初速度v0, t、x、分別怎樣變化? 5.如果增大平拋的高度h, t、x、分別怎樣變化?,飛行時(shí)間是由

7、豎直分運(yùn)動(dòng)決定的, 由高度決定.,平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,例題: 在傾角=30的斜面, 將小球從A點(diǎn)以速度v0水平拋出,恰好落在B點(diǎn),不計(jì)空氣的阻力,重力加速度為g,求: (1)小球的飛行時(shí)間t以及AB間的距離l; (2)從拋出開始經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間t小球與斜面之間的距離最大? (3)物體在B點(diǎn)的速度與水平方向的夾角. *(4)設(shè)小球落到斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角為.增大平拋的初速度, 怎樣變化?,1.x=lcos, y=lsin 2.速度的分解 3. tan =2tan 4. = -,不變,平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,例題:飛機(jī)以150m/s水平速度勻速飛行, 某時(shí)刻讓A球落下,相隔1s又讓B球落下,不計(jì)阻力,在以后

8、的運(yùn)動(dòng)中, 兩球位置關(guān)系為 A.A球在B球前下方 B. A球在B球后下方 C. A球在B球正下方4.9m處 D. A球在B球正下方,距離逐漸增大,區(qū)別平拋物體的軌跡與空中物體排列的圖樣.,*平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng),做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,每秒鐘速度的變化量總是 A.大小相等,方向相同 B.大小不等,方向不同 C.大小相等,方向不同 D.大小不等,方向相同,a=g 恒定不變 v=gt 加速度不變的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng),第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng),本節(jié)課定位：學(xué)生自主學(xué)習(xí)的研究課 建議： 1、教師指導(dǎo)學(xué)生確定研究課題； 2、學(xué)生自主確定研究方法、實(shí)施研究、得出研究結(jié)果。,問(wèn)題1：怎樣用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？

9、 問(wèn)題2：怎樣判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線？ 問(wèn)題3：怎樣計(jì)算平拋物體運(yùn)動(dòng)的初速度？ 問(wèn)題4：研究平拋物體運(yùn)動(dòng)都有哪些方法？,驗(yàn)證豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),平拋豎落儀:判定豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).,改變高度和初速度 (1)同時(shí)落地只能說(shuō)明可能是自由落體運(yùn)動(dòng). (2)只有在任意高度上同時(shí)落地才能說(shuō)明結(jié)論.,描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,1.平拋實(shí)驗(yàn)儀. 2.二維空間-時(shí)間描跡儀 . 3.數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī). (拍照打印后描點(diǎn)),提醒學(xué)生注意: 調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)要注意什么? 為什么要從同一高度釋放? 怎樣確定O點(diǎn)的位置? 重垂線的作用是什么?,時(shí)間間隔T已知,判定平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡為拋物線,測(cè)各點(diǎn)的x、y坐標(biāo) 計(jì)算

10、 y=ax2 驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,不能省略.,測(cè)量平拋初速度,多次測(cè)量求平均值. *做y-x2圖象, k=g/2v02,如果改為探究實(shí)驗(yàn)?,1.平拋豎落儀:探究豎直方向運(yùn)動(dòng)規(guī)律. 2. 平拋實(shí)驗(yàn)儀:描繪運(yùn)動(dòng)軌跡. 3. 根據(jù)軌跡探究水平方向運(yùn)動(dòng)規(guī)律. y1:y2:y3=1:4:9 x1:x2:x3=1:2:3,(二維空間-時(shí)間描跡儀或閃光照片),其它實(shí)驗(yàn)方法,問(wèn)題與練習(xí)1、2,調(diào)節(jié)木板的高度, 使y1:y2=1:4 測(cè)x1、x2，驗(yàn)證x1:x2=1:2,調(diào)節(jié)墻到重垂線的距離, 使x1:x2=1:2 測(cè)y1、y2，驗(yàn)證y1:y2=1:4,其它實(shí)驗(yàn)方法,說(shuō)一說(shuō):某同學(xué)使小球沿課桌面水平飛出,用數(shù)碼相

11、機(jī)來(lái)拍攝小球做平拋運(yùn)動(dòng)的錄像(每秒15幀),并將小球運(yùn)動(dòng)的照片打印出來(lái).請(qǐng)問(wèn):他大約可以得到幾幀小球在空中的運(yùn)動(dòng)照片?,強(qiáng)化平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間是由高度決定的,與初速度無(wú)關(guān).,閃光照片的數(shù)據(jù)處理,1.圖為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片,閃光時(shí)間間隔為T=0.1 s. 小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示,g=10m/s2,求: (1)小球平拋的初速度. (2)小球過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度大小.,y1: y2: y3=1:3:5 y=l=gT2/2,v0=1.5m/s vc=2.5m/s,閃光照片的數(shù)據(jù)處理,2.在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用閃光照相法拍攝的閃光照片的一部分如圖所示,閃光時(shí)間間

12、隔為T=0.1 s. 小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d, 取g=10m/s2,求 (1)小球平拋的初速度v0. (2)小球在b點(diǎn)的速度.,y1: y2: y3=1:2:3 y=l=gT2,v0=2.0m/s vb=2.5m/s,第四節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng),本節(jié)課需要解決的問(wèn)題： 1、圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念 2、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量（線速度、角速度、線速度與角速度的關(guān)系）,問(wèn)題1：你在日常生活中都見(jiàn)過(guò)那些圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例？ 問(wèn)題2：線速度是怎樣描述做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的？ 問(wèn)題3：角速度是怎樣描述做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的？角速度的單位是什么？ 問(wèn)題4：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度與角速度是什么關(guān)系

13、？,比較圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,1.舉例說(shuō)明什么是圓周運(yùn)動(dòng). 2.提出問(wèn)題:怎樣比較圓周運(yùn)動(dòng)的快慢?,1. 比較物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng); 2. 比較物體在單位時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度; 3. 比較物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間; 4. 比較物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù).,比較圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,比較圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,幾點(diǎn)說(shuō)明: 1.平均線速度v=l/t t0,瞬時(shí)線速度v=l/t 2. t0, l r, 線速度就是前面學(xué)過(guò)的速度.(相對(duì)轉(zhuǎn)軸) 3.線速度的大小處處相等的圓周運(yùn)動(dòng)叫勻速圓周運(yùn)動(dòng). 4. 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢用線速度來(lái)描述;角速度是描述半徑繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢.,比較圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,換一種教學(xué)方法?,1.給出勻速圓

14、周運(yùn)動(dòng)概念. 相等的時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng) (半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度)相等. 2.比值定義給出線速度和角速度的定義: 3.說(shuō)明線速度和角速度的物理意義. 4.推導(dǎo)線速度和角速度的關(guān)系.,關(guān)系式的應(yīng)用,課堂練習(xí)1(問(wèn)題與練習(xí)3): A、B兩點(diǎn)分別位于大小輪的邊緣上,C點(diǎn)位于大輪的中點(diǎn),大輪的半徑是小輪的2倍,它們之間靠摩擦傳動(dòng),接觸面不打滑.請(qǐng)?jiān)贏、B、C三點(diǎn)中選擇有關(guān)的兩個(gè)點(diǎn),具體說(shuō)明公式v=r的以下三種變量關(guān)系: (1) v相等,跟r成反比; (2) 相等,v跟r成正比; (3) r相等,v跟成正比;,vA= vB; A= C,第4節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng),課堂練習(xí)2(問(wèn)題與練習(xí)4): 圖為自行車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖

15、.假設(shè)腳踏板每2 s轉(zhuǎn)1 圈,要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度有多大,還需要測(cè)量哪些量?請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出來(lái),并用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式.,r1=20cm,r2=10cm, r3=35cm, T1=2 s.,1.車前進(jìn)的速度等于后輪的線速度vC . 2.vA=vBAr1= br2=2r1/T1 B=CvB/r2= vC/r3 3.,第4節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng),補(bǔ)充練習(xí)3: 設(shè)雨傘表面為水平面,且水平放置,雨傘邊緣半徑為r,且高出水平地面h.當(dāng)雨傘以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),雨滴從邊緣飛出后在地面形成一個(gè)半徑為R的大圓.已知重力加速度為g,求大圓半徑R.,1.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向. 2.空間幾何關(guān)系.,第五

16、節(jié) 向心加速度,本節(jié)課需要解決的問(wèn)題： 1、物體做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度（向心加速度、切向加速） 2、物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度 3、嘗試推導(dǎo)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度表達(dá)式。,問(wèn)題1：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？ 問(wèn)題2：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度是怎樣產(chǎn)生的？方向指向哪里？表達(dá)式什么？ 問(wèn)題3：向心加速度是怎樣推導(dǎo)出來(lái)的？ 問(wèn)題4：怎樣理解向心加速與半徑成反比？向心加速又與半徑成正比？,教學(xué)要點(diǎn): 1. 怎樣建立向心加速度概念? *2.怎樣推導(dǎo)向心加速度的公式? 3. 會(huì)用向心加速度的表達(dá)式解決問(wèn)題.,新教材從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度給出向心加速度,突出“物體速度變化的快慢”這一加速度的本質(zhì)含義.然后，在向

17、心加速度概念的基礎(chǔ)上用牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式，并通過(guò)圓錐擺實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證向心力公式.,建立向心加速度概念,思考與討論: 關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的有: A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng) B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速率運(yùn)動(dòng) C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng) D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定受到力的作用,(1)地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),地球所受的力指向什么方向? (2)小球繞圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球所受的合力指向什么方向? (3)花樣滑冰男運(yùn)動(dòng)員手拉女運(yùn)動(dòng)員在冰面上做圓周運(yùn)動(dòng),如果放手會(huì)有怎樣的結(jié)果?,相信學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn). 從力推知加速度一定指向圓心,降低難度.,從加速度的定義式推導(dǎo)向心加速度公式,加速度的定義:a=v/t 抓住

18、速度的變化量v=v2-v1,速度變化的方向,v=v2-v1的方向是v1矢量末端到v2矢量末端的有向線段.,課堂練習(xí),1. (思考與討論) (1)從公式an=v2/r看, an與r成反比; (2)從公式an=2r看, an與r成正比. 圖中A、B、C三點(diǎn)中，其中哪兩點(diǎn)適用于結(jié)論(1)?其中哪兩點(diǎn)適用于結(jié)論(2)?,2.設(shè)r1:r2: r3=2:1:4. (問(wèn)題與練習(xí)3) (1) vA:vB:vC=1:1:4 (2) A:B:C= 1:2:2 (3) nA:nB:nC= 1:2:2 (4) aA:aB:aC= 1:2:8 3.設(shè)后輪邊緣的C點(diǎn)的向心加速為0.1 m/s2,求A、B兩點(diǎn)向心加速度的大

19、小? (問(wèn)題與練習(xí)4),要點(diǎn): vA= vB; B= C =2n; v=r; an=v,關(guān)于向心加速度和角速度的物理意義,1.向心加速度是描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)速度方向的變化率嗎？ 向心加速度不是描述質(zhì)點(diǎn)速度方向的變化率,向心加速度描述的是質(zhì)點(diǎn)因速度方向變化而引起的速度的變化率. 2.角速度是否能叫做質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向的變化率？ 在數(shù)值上，角速度確實(shí)與質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向變化率相等，但一個(gè)是描述轉(zhuǎn)動(dòng)的物理量，一個(gè)是描述平動(dòng)的物理量，而在物理學(xué)中，一般不用轉(zhuǎn)動(dòng)的量去定義平動(dòng)的量, 從來(lái)未在文獻(xiàn)或著作中出現(xiàn)過(guò)這種叫法.,第六節(jié) 向心力,本節(jié)課需要解決的問(wèn)題： 1、向心力概念：維持物體做

20、勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的力。 2、向心力的來(lái)源，提供向心力與需要向心力的關(guān)系。 3、了解變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)的受力情況。,問(wèn)題1：物體為什么會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)？為什么會(huì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？ 問(wèn)題2：你怎樣理解向心力Fn=m （或Fn=m2r）中的Fn？它跟m （或m2r）是什么關(guān)系？ 問(wèn)題3：物體在什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng)？ 問(wèn)題4：為什么物體作一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，研究某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以按圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)處理？,第6節(jié) 向心力,教學(xué)要點(diǎn): 1. 知道向心力是根據(jù)力的效果命名的. 2. 從牛頓第二定律和向心加速度的公式推導(dǎo)向心力的表達(dá)式. 3. 用圓錐擺實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力的表達(dá)式. 4. 會(huì)分析向心力的來(lái)源,計(jì)算簡(jiǎn)

21、單情景中的向心力.,向心力的大小,1.思考與討論,得出向心力概念 地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng);小球以圖釘為圓心做圓周運(yùn)動(dòng);花樣滑冰女運(yùn)動(dòng)員繞男運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng).他們的向心加速度分別是怎樣產(chǎn)生的?他們的受力各有什么特點(diǎn)?,2.由牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式:,向心力的大小,3.學(xué)生實(shí)驗(yàn):用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,(1)由向心力的公式 Fn=mv2/r 計(jì)算向心力,需要測(cè)量哪些物理量?怎樣測(cè)量?(鋼球質(zhì)量m，半徑r，周期T) (2)測(cè)量小球受到的合力(F=mgtan),需要測(cè)量哪些物理量?怎樣測(cè)量? (鋼球質(zhì)量m，半徑r，高度h),F=Fn,向心力是物體受到的合力.,向心力的大小,*4.演示實(shí)驗(yàn):向

22、心力大小Fn與v、r的關(guān)系 傳感器實(shí)驗(yàn):向心力的大小Fn跟v、的關(guān)系 *5:做一做:體驗(yàn)向心力的大小Fn跟v、r的關(guān)系,變速圓周運(yùn)動(dòng),觀察思考(視頻或圖片) 觀察鏈球運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球時(shí)鐵鏈并不完全與鏈球的運(yùn)動(dòng)方向垂直.為什么?,1.切向分力Ft改變速度的大小. 2.法向分力Fn改變速度的方向.,課堂練習(xí),1. (問(wèn)題與練習(xí)3) 質(zhì)量為m的物體,放在水平轉(zhuǎn)盤上, 隨轉(zhuǎn)盤一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),物體到圓盤中心距離為r. (1)物體受到的力是 A.重力,支持力 B.重力,支持力,向心力 C.重力,支持力,摩擦力 D.重力,支持力,向心力,摩擦力 (2)求物體受到的摩擦力大小和方向? (3)設(shè)物體與轉(zhuǎn)盤間

23、的摩擦因數(shù)為,使物體不滑動(dòng), 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不能超過(guò)多少?,向心力是根據(jù)力的效果命名的. 靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.,課堂練習(xí),2. (問(wèn)題與練習(xí)2)在一個(gè)光滑的玻璃漏斗中,有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B，它們沿光滑漏斗壁在不同的水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng). (1)小球的向心力是由什么力提供的? (2)比較A、B兩球 A. A球線速度較大 B. A球角速度較大 C. A球加速度較大 D. A球?qū)Ρ诘膲毫^大.,F=mgcot=ma,課堂練習(xí),3. (問(wèn)題與練習(xí)4)如圖所示,一球質(zhì)量為m,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn),在O點(diǎn)正下方L/2處有一根長(zhǎng)釘P,把懸線沿水平方向拉直后無(wú)初速度釋放. (

24、1)當(dāng)懸線碰到釘子的瞬間 A. 小球的線速度突然減小 B. 小球的角速度突然增大 C. 小球的向心加速度突然增大 D. 懸線的拉力保持不變 (2)如果釘子越靠近小球,繩越容易斷,為什么?,線速度v不變.,課堂練習(xí),4. (問(wèn)題與練習(xí)5)一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎, 沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小如圖所示，分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力的四種方向，你認(rèn)為正確的是,B,切向分力與法向分力,第七節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng),本節(jié)課需要解決的問(wèn)題： 1、水平面上提供向心力的分析； 2、豎直面提供向心力的分析； 3、航天器中的失重分析； 4、離心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的分析。,第7節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng),教學(xué)要點(diǎn): 1.會(huì)分析向

25、心力的來(lái)源. 2.會(huì)用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題. 3.知道離心運(yùn)動(dòng)及產(chǎn)生的條件. 4.知道航天器中的失重現(xiàn)象.,本質(zhì)上是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用.,問(wèn)題1：鐵路或公路在拐彎處鐵軌的高低或路面的高低有什么不同？為什么要有這樣的差別？對(duì)車速有限制嗎？根據(jù)什么確定這個(gè)車速？ 問(wèn)題2：汽車以不同的速度通過(guò)拱形橋時(shí)，對(duì)路面的壓力有什么變化？對(duì)汽車行駛速度有限制嗎？根據(jù)什么確定這個(gè)車速？ 問(wèn)題3：你怎樣理解和解釋航天器中的失重現(xiàn)象？ 問(wèn)題4：離心運(yùn)動(dòng)對(duì)人類有哪些利用？有哪些危害？怎樣防止危害？ 問(wèn)題5：一繩栓一小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)有速度大小的限制嗎？為什么？ 問(wèn)題6：一細(xì)桿的一端固定一

26、小球，使其在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)或最高點(diǎn)有速度限制嗎？為什么？,用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,實(shí)例1.鐵路的彎道 (1)閱讀教材,回答下列問(wèn)題: 彎道處軌道有什么特點(diǎn)?為什么? 火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力是什么力提供的? (2)若轉(zhuǎn)彎時(shí)的半徑為r,軌道的傾角為,火車的最佳行駛速度是多大? (3)如果火車速度過(guò)大或過(guò)小會(huì)帶來(lái)什么后果?,用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,問(wèn)題與練習(xí)2 (改):汽車的質(zhì)量為m=2.0103 kg的汽車在水平公路上行駛,輪胎與路面間的最大靜摩擦力是車重的0.7倍. 汽車經(jīng)過(guò)半徑為r=50 m的彎路時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng). (1)求車速最大不能超過(guò)多少? (2)如果車速達(dá)到72

27、km/h,這輛車會(huì)不會(huì)側(cè)滑? (3)若彎道處傾斜一定的角度, 則汽車完全不靠摩擦力轉(zhuǎn)彎的速率為多大?,用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,實(shí)例2.拱形橋(問(wèn)題與練習(xí)3,思考與討論,航天器中的失重現(xiàn)象) 公路上常有拱形橋, 汽車過(guò)橋時(shí)可看成圓周運(yùn)動(dòng).質(zhì)量為m=800 kg的小汽車通過(guò)拱橋,到達(dá)橋頂?shù)乃俣葹関,設(shè)橋面的圓弧半徑為r=50 m,地球表面的重力加速度g=10 m/s2. (1)如果v=5 m/s,求汽車對(duì)橋的壓力. (2)如果v不斷增大,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象? (3) v 為多大時(shí),汽車恰好對(duì)橋沒(méi)有壓力而騰空? (4)對(duì)于同樣的車速,為了安全,拱橋的半徑是大 一些好還是小一些好?,1.F合=Fn=

28、mv2/R FN=mg-Fn=mg-mv2/R 2.mg-FN=ma=mv2/R 3.牛頓第三定律,用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,實(shí)例2.拱形橋(問(wèn)題與練習(xí)3,思考與討論,航天器中的失重現(xiàn)象) 公路上常有拱形橋, 汽車過(guò)橋時(shí)可看成圓周運(yùn)動(dòng).質(zhì)量為m=800 kg的小汽車通過(guò)拱橋,到達(dá)橋頂?shù)乃俣葹関,設(shè)橋面的圓弧半徑為r=50 m,地球表面的重力加速度g=10 m/s2. (5)如果拱橋的半徑增大到等于地球半徑R=6400 km,汽車要在橋面上騰空飛行,速度v為多大? (6)如果汽車(航天器)內(nèi)的駕駛員(宇航員)的質(zhì)量為m0,此時(shí)受到的支持力為多大?駕駛員有什么感覺(jué)?(播放視頻),用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,實(shí)例2.拱形橋(問(wèn)題與練習(xí)3,思考與討論,航天器中的失重現(xiàn)象) 公路上常有拱形橋, 汽車過(guò)橋時(shí)可看成圓周運(yùn)動(dòng).質(zhì)量為m=800 kg的小汽車通過(guò)拱橋,到達(dá)橋頂?shù)乃俣葹関,設(shè)橋面的圓弧半徑為r=50 m,地球表面的重力加速度g=10 m/s2. (7)