4.3向心力实例分析上课第一课时
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向心力的实例分析教学设计一、教学目标1、知识与技能:⑴进一步理解向心力的概念。
⑵理解向心力公式,进一步明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用。
⑶会在具体问题中分析向心力的来源,并进行计算。
2、过程与方法:⑴通过复习向心力及向心加速度的定义、来源,进一步加深对向心力的理解。
⑵通过例题的分析与讨论,引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法。
3、情感态度与价值观:⑴激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯。
⑵培养学生运用物体知识解决实际问题的能力。
⑶通过对圆周运动受力的分析,体会到任何事物的变化和运动都能找到动力学原因从而领悟到因果的制约与被制约关系。
⑷通过实际演练,使学生在巩固知识的同时,体会到物理就在我们身边,领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功的娱乐。
二、学情分析本节课是在学生已经基本掌握匀速圆周运动规律和描述圆周运动的基本物理量(线速度,角速度,向心力和向心加速度)以及有关公式推导与计算之后,安排的一节实例分析课。
本节课立足于匀速圆周运动基本规律上,结合实际生活中三个实例“水流星”、“火车转弯”和“汽车过拱桥”进行分析。
在课堂中采用实验演示,多媒体辅助手段,帮助学生建立形象直观的认识,降低难度。
三、教学重难点1、重点:受力分析、分析向心力来源。
2、难点:分析物体做匀速圆周运动的平面及圆心。
四、教学过程(知识回顾)1、回顾匀速圆周运动的向心力和向心加速度的定义以及向心力和向心加速度的表达式。
2、明确向心力是按作用效果命名的。
3、回顾向心力的来源:可以是某一个力提供向心力,也可以是某些力的合力提供向心力,还可以是某个力的分力提供向心力。
(新课教学)(一)“水流星”向学生演示“过山车”模型与“水流星”模型,演示的过程中请学生仔细观察现象。
实验过程:(实验一:将一个小球从“过山车”模型的一端释放,小球会顺利通过圆弧最高点到达另一端。
(实验二:将一个矿泉水瓶子截成两半,瓶身系上绳子做成一个简易的“水流星”模型,在瓶内装上适量水,用手握住绳子的另一端使瓶子以手为圆心,绳长为半径,在竖直平面内做圆周运动。
4.3 向心力的实例分析三维目标一、知识与技能1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力。
2、会在具体问题中分析向心力的来源。
3、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例,使学生深刻理解向心力的基础知识。
4、熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法。
二、过程与方法1、通过对匀速圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观点,提高学生的分析和解决问题的能力。
2、通过对匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用,渗透特殊性和一般性之间的辨证关系,提高学生的分析能力。
3、运用启发式问题探索教学方法,激发学生的求知欲和探索动机;锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力。
三、情感态度与价值观1、通过对几个实例的分析,使学生养成仔细观察、善于发现、勤于思考的良好习惯,明确具体问题必须具体分析。
2、激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯。
重点难点重点:理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的,而不是一种特殊的力;找出向心力的来源,理解并掌握在匀速圆周运动中合外力提供向心力,能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题。
难点:火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立;临界问题中临界条件的确定。
教学方法讲授、分析、推理、归纳教学用具CAI课件教学过程【新课引入】:在上课之前先问一下我们班有没有溜旱冰的同学?(有),那么请问你在溜旱冰转弯是有什么感觉?你想安全或快速转弯,你将怎样滑?(引导学生)要弄清楚这些问题。
这就是本节课我们要研究的问题。
【新课教学】:一、水平面的圆周运动1.汽车转弯汽车在水平的圆弧路面上的做匀速圆周运动时(如图6-1甲所示),是什么力作为向心力的呢?如果不考虑汽车翻转的情况,我们可以把汽车视为质点.汽车在竖直方向受到的重力和支持力大小相等、方向相反,是一对平衡力;如果不考虑汽车行驶时受到的阻力,则汽车所受的地面对它的摩擦力就是向心力,如图乙所示.如果考虑汽车行驶时受到的阻力F f,则静摩擦力沿圆周切线方向的分F t(通常叫做牵引力)与阻力F f平衡,而静摩擦力指向圆心的分力F n就是向心力,如下图丙所示,这时静摩擦力指向圆心的分力F n也就是汽车所受的合力.2.火车转弯课件模拟在平直轨道上匀速行驶的火车,提出问题:(1)、火车受几个力作用?(2)、这几个力的关系如何?(学生观察,画受力分析示意图)师生互动:火车受重力、支持力、牵引力及摩檫力,其合力为零。
高中物理《向心力的实例分析》说课稿一、教材分析1.在教材中的地位作用《向心力的实例分析》是学生在学习了圆周运动、向心力与向心加速度之后的一节应用课,也是必修2中的重点内容。
并且在整本教材中起到了承上启下的作用,本节课从力和运动的角度对匀速圆周运动进行了较深入的研究,既能够加深学生对前面学习的匀速圆周运动基本规律的理解,又为接下来要研究的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动等问题奠定了基础。
并且本节课与人们的日常生活联系密切,因此,学好本节课,既可以提高学生对学习物理的兴趣,又为接下来更好地掌握物理规律打下良好的基础。
根据新课程标准的要求以及教材的具体内容,我从如下三个维度来确定本节课的教学目标:2、三维教学目标1)、知识与技能(1)知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度,它就是圆周运动的物体所受的向心力.会在具体问题中分析向心力的来源。
(2)能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
(3)知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。
2)、过程与方法(1)通过对匀速圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观点,提高学生分析和解决问题的能力。
(2)通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用,渗透特殊性和一般性之间的辩证关系,提高学生的分析能力。
(3)通过对离心现象的实例分析,提高学生综合应用知识解决问题的能力。
3)、情感、态度与价值观(1)通过对几个实例的分析,使学生明确具体问题必须具体分析,理解物理与生活的联系,学会用合理、科学的方法处理问题。
(2)通过离心运动的应用和防止的实例分析.使学生明白事物都是一分为二的,要学会用一分为二的观点来看待问题。
(3)养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。
3.教学重点和难点教学重点:理解向心力是一种效果力;在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题。
向心力的实例分析引言向心力是物体受到外力作用时,沿着力的方向向中心运动的力。
它是一种重要的力学概念,广泛应用于各个领域,包括物理学、工程学和天文学等。
本文将通过分析一些具体的示例,来深入探讨向心力的作用机制和实际应用。
实例一:绕轴旋转的物体考虑一个在水平轴上绕着转动的物体,如图所示:图1图1这个物体受到的向心力可以通过以下公式计算:$$F_c = \\frac{mv^2}{r}$$其中,m是物体的质量,v是物体的速度,r是物体相对于轴的距离。
根据这个公式,我们可以看出,向心力与物体的质量成正比,与速度的平方成正比,与距离的倒数成正比。
当物体的质量增加时,向心力也会增加,从而使物体更难改变运动状态。
当物体的速度增加时,向心力也会增加,从而使物体更难以逃离圆周运动。
当物体相对于轴的距离减小时,向心力也会增加,从而使物体更加受限于轴周围的运动。
实例二:行星绕太阳运动行星绕太阳的运动是一个经典的向心力示例。
根据万有引力定律,行星受到来自太阳的引力作用,这个引力提供了向心力,使得行星绕太阳做圆周运动。
根据开普勒第三定律,行星绕太阳的周期T与它与太阳的平均距离a的关系可以表示为:$$T^2 = \\frac{4\\pi^2}{GM}a^3$$其中,G是引力常数,M是太阳的质量。
由此可以看出,行星的运动周期与其与太阳的平均距离的三次方成正比。
这个公式还可以告诉我们,行星距离太阳越远,其运动周期越长;行星距离太阳越近,其运动周期越短。
这也是为什么地球绕太阳运动的周期为一年,而水星绕太阳运动的周期只有88天的原因。
实例三:离心机离心机是一种利用向心力的装置,广泛应用于化学实验室和制药工业中。
它通过调节转速产生的向心力,将混合物中的固体颗粒或液体分离出来。
离心机的工作原理是基于不同物质密度的差异。
当混合物旋转时,向心力会将密度较大的成分更快地向外推动,而密度较小的成分则更容易靠近轴。
通过调整离心机的转速和离心力的大小,可以实现对不同物质的分离。
43《向心力的实例分析》教案教案:向心力的实例分析主题:向心力的实例分析年级:高中物理课时:1课时(45分钟)教学目标:1.理解什么是向心力,并能够区分向心力和中心力。
2.通过实例分析,了解向心力的作用和应用。
3.能够应用向心力的概念解答相关物理问题。
教学重难点:1.理解向心力和中心力的区别。
2.应用向心力的概念解答相关物理问题。
教学准备:1. PowerPoint 幻灯片。
2.黑板、白板及粉笔/白板笔。
3.复习案例材料:风车和回力车。
教学流程:一、导入(5分钟)1.引入问题:回顾质点在运动过程中受到的力,有的是指向运动路径的,有的是垂直于运动路径的,你能否说出其中一些力是有规律的?2.学生回答并互动讨论。
二、知识讲解(15分钟)1.解答问题:运动路径方向上的力有一个特殊的名称,即向心力。
向心力指向运动路径的哪一侧?质点受向心力作用会发生什么变化?与向心力相对的力是什么?2.提示并解释:向心力的实例主要有风车和回力车,通过这两个实例可以帮助我们更好地理解向心力的概念和作用。
3.分析实例:风车、回力车的运动过程中的向心力是什么?解释这些向心力的存在和作用。
4.总结:根据分析实例,总结向心力的特点和作用。
三、小组讨论(10分钟)1.将学生分成小组,让每个小组选择一个物理现象或实际问题,讨论其中可能存在的向心力,并解释向心力的作用。
2.审阅和评价学生的讨论成果,选取一些小组进行汇报。
四、解答问题(10分钟)1.收集学生的问题,解答其中与向心力相关的问题。
2.解答中需要引导学生思考如何利用向心力的概念和公式解答相关问题。
五、拓展练习(5分钟)1.布置拓展练习题,让学生巩固和应用向心力的概念和公式。
2.收取并检查学生的练习题。
六、课堂总结(5分钟)1.总结向心力的概念、作用和应用。
2.强调向心力在物理问题中的重要性。
教学反思:通过对风车和回力车等实例的分析,学生能够初步了解向心力的概念和作用。
通过小组讨论和解答问题的环节,学生能够进一步理解和应用向心力的概念和公式。
向心力的实例分析导学案第一课时一、学习目标1.会在具体问题中分析向心力的来源,会处理火车转弯、汽车过桥等力学问题.2.掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法,3.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动二、学习重点和难点重点:在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题。
难点:具体问题中向心力的来源.关于对临界问题的讨论和分析.三、预习学案1.知识回顾:1)向心力的大小:______________________________________________________2)做圆周运动的物体需要向心力,即:受力分析-------提供向心力需要-----圆周运动2.(认真阅读教材,独立完成导学案第一页至第二页的内容)(一)、水平方向圆周运动(转弯问题)1、汽车转弯(1)对下面两种转弯时的汽车画完整受力分析图,并大概标出汽车做圆周运动的圆心及半径。
图1图2(2)如图1汽车在水平地面上转弯所需的向心力由_____________力提供,若此时速度为V,转弯半径为r , 则向心力方程为__________________。
(3)汽车转弯过快会发生。
(4)汽车在水平路面转弯的最大速度取决于___________________。
(5)如图2赛车在倾斜赛道稳定转弯所需的向心力由_________ 力提供。
若此时速度为V,转弯半径为r,则向心力方程为__________________。
2、火车转弯:观察下图3的火车轮缘结构并回答:(1)图4内外轨高度相同时,转弯所需的向心力由________力提供,在图中画出受力示意图。
(2)思考现实生活中为什么铁轨拐弯处设计成如图5内低外高?(3)图5外轨高度高于内轨,火车按设计速度行驶时,火车转弯所需的向心力由___________提供。
图3火车轮缘结构图4 图5(4)讨论图5模型,轮缘什么情况挤压内轨、挤压外轨、内外轨均不挤压?四、自主检测1.在水平路面上稳定转弯的汽车,向心力是()A 水平面对汽车的静摩擦力B 水平面对汽车的滑动摩擦力C汽车受到的重力和水平面对汽车的支持力的合力D汽车受到的重力、水平面对汽车的支持力和汽车的牵引力的合力2 . 火车在水平轨道上转弯时,若转弯处内、外轨道一样高,则火车转弯时()A.对外轨产生向外的挤压作用B.对内轨产生向外的挤压作用C.对外轨产生向内的挤压作用D.对内轨产生向内的挤压作用3 . 已知质量为103kg的汽车,轮胎与地面间的最大静摩擦力为7000N,水平公路转弯处的半径为28m,g取10m/s2,则汽车转弯的最大速度为多少?。