《生活中的圆周运动》教学设计与反思
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生活中的圆周运动教学设计生活中的圆周运动教学设计(精选5篇)作为一位不辞辛劳的人民教师,常常需要准备教学设计,教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。
我们该怎么去写教学设计呢?下面是店铺整理的生活中的圆周运动教学设计(精选5篇),供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
生活中的圆周运动教学设计1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。
教学重难点教学重点: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。
教学难点:具体问题中向心力的来源;关于对临界问题的讨论和分析;对变速圆周运动的理解和处理。
教学工具多媒体、板书教学过程新课导入生活中的圆周运动到处可见,如运动物体转弯问题,汽车、火车、飞机、自行车、摩托车的转弯,只要你注意观察,高速公路、赛车的弯道处,都做成外高内低的路面,自行车、摩托车拐弯时都要倾斜车身……你知道这是什么原因吗?一、铁路的弯道1.基本知识(1)火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时做圆周运动,具有向心加速度,由于其质量巨大,因此需要很大的向心力.(2)转弯处内外轨一样高的缺点如果转弯处内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损.(3)铁路弯道的特点①转弯处外轨略高于内轨.②铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是斜向弯道内侧.③铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心,它提供了火车以规定速度行驶时的向心力.2.思考判断(1)火车弯道的半径很大,故火车转弯需要的向心力很小.(×)(2)火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的.(×)(3)火车通过弯道时具有速度的限制.(√)探究交流除了火车弯道具有内低外高的特点外,你还了解哪些道路具有这样的特点?【提示】有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆周运动的向心力,进而提高了车辆的运动速度,因此一些赛车项目的赛道的弯道要做得外高内低,比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道,高速公路的拐弯处等.二、拱形桥1.基本知识2.思考判断(1)汽车在水平路面上匀速行驶时,对地面的压力等于车重,加速行驶时大于车重.(×)(2)汽车在拱形桥上行驶,速度较小时,对桥面的压力大于车重;速度较大时,对桥面的压力小于车重.(×)(3)汽车过凹形桥底部时,对桥面的压力一定大于车重.(√)探究交流地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面半径等于地球半径,试讨论:地面上有一辆汽车在行驶,地面对它的支持力与汽车的速度有何关系?驾驶员有什么感觉?【提示】根据汽车过凸形桥的原理,地球对它的支持力随v的增大,FN减小.当这时驾驶员与座椅之间的压力为零.他有飞起来的感觉,所以驾驶员有失重的感觉.三、航天器中的失重现象及离心现象1.基本知识(1)航天器在近地轨道的运动①对航天器,在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力,重力充当向心力,满足的关系为②对航天员,由重力和座椅的支持力提供向心力,满足的关系为航天员处于完全失重状态,对座椅压力为零.③航天器内的任何物体之间均没有压力.(2)对失重现象的认识航天器内的任何物体都处于完全失重状态,但并不是物体不受地球引力.正因为受到地球引力的作用才使航天器连同其中的乘员做匀速圆周运动.(3)离心运动①定义:物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动.②原因:向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.2.思考判断(1)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状态.(√)(2)航天器中处于完全失重状态的物体不受重力作用.(×)(3)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.(×)探究交流雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示),你能说出其中的原因吗?【提示】旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来,但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出.四、火车转弯问题【问题导思】1.火车转弯时,轨道平面是水平面吗?2.火车转弯时,向心力是怎样提供的?3.火车转弯时,速度大小变化,轨道受到的侧向压力大小变化吗?1.轨道分析火车在转弯过程中,运动轨迹是一圆弧,由于火车转弯过程中重心高度不变,故火车轨迹所在的平面是水平面,而不是斜面.火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心.2.向心力分析如图所示,火车速度合适时,火车受重力和支持力作用,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向,大小F=mgtan θ.为弯道半径,θ为轨道所在平面与水平面的夹角,v0为转弯处的规定速度).4.轨道压力分析(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时火车对内外轨道无挤压作用.(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时,火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用,具体情况如下:①当火车行驶速度v>v0时,外轨道对轮缘有侧压力.②当火车行驶速度v0时,内轨道对轮缘有侧压力.误区警示汽车、摩托车赛道拐弯处,高速公路转弯处设计成外高内低,也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力,以减小车轮受到地面施加的侧向静摩擦力.例:有一列重为100 t的火车,以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道,轨道半径为400 m.(g取10 m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力大小;(2)若要使火车以此速率通过弯道,且使铁轨受到的侧压力为零,我们可以适当倾斜路基,试计算路基倾斜角度θ的正切值.【审题指导】(1)问中,外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力.(2)问中,重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力.【答案】(1)105 N (2)0.1总结解决这类题目首先要明确物体转弯做的是圆周运动,其次要找准物体做圆周运动的平面及圆心,理解向心力的来源是物体所受合力.五、竖直面内的圆周运动【问题导思】1.关于竖直面内的圆周运动,一般只讨论哪两种模型?2.对“绳模型”,质点过最高点的临界条件是什么?3.对“杆模型”,质点过最高点的临界条件是什么?1.绳模型小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动,都是绳模型,如图所示.(1)向心力分析①小球运动到最高点时受向下的重力和向下的绳子拉力(或轨道弹力)作用,由这两个力的合力充当向心力②小球运动到最低点时受向下的重力和向上的绳子拉力(或轨道弹力)作用,由这两个力的合力充当向心力(2)临界条件小球恰好过最高点时,应满足弹可得小球在竖直面内做圆周运动的临界速度(3)最高点受力分析2.杆模型小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动,小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动,都是杆模型,如图所示.(1)向心力分析①小球运动到最高点时受杆(或轨道)的弹力和向下的重力作用,由这两个力的合力充当向心力.若弹力向上:②小球运动到最低点时受向上的杆(或轨道)弹力和向下的重力作用,由这两个力的合力充当向心力(2)临界条件由于杆和管能对小球产生向上的支持力,故小球能在竖直平面内做圆周运动的临界条件是运动到最高点时速度恰好为零.(3)最高点受力分析特别提醒1.绳模型和杆模型中小球做的都是变速圆周运动,在最高点、最低点时由小球竖直方向所受的合力充当向心力.2.绳模型和杆模型在最低点的受力特点是一致的,在最高点杆模型可以提供竖直向上的支持力,而绳模型不能.例:长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动,A端连着一个质量m=2 kg的小球.求在下述的两种情况下,通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向.(g取10 m/s2)(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s;(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.【审题指导】(1)球在最高点时,杆对小球的弹力有支撑力和拉力两种可能.(2)要求出球在最高点时,杆恰好无弹力的转速,再进行列式分析.【答案】(1)小球对杆的拉力为138 N,方向竖直向上.(2)小球对杆的压力为10 N,方向竖直向下.六、离心运动【问题导思】1.离心现象的实质是什么?2.物体什么时候才做离心运动?3.离心运动与近心运动有什么区别?1.离心运动的实质离心现象的本质是物体惯性的表现.做圆周运动的物体,由于惯性,总是有沿着圆周切线飞出去的趋向,之所以没有飞出去,是因为受到向心力的作用.从某种意义上说,向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来.2.离心运动的条件做圆周运动的物体,提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足够大的向心力.3.离心运动、近心运动的判断如图所示,物体做圆周运动是离心运动还是近心运动,由实际提供的向心力Fn与所需向心力的大小关系决定由以上关系进一步分析可知:原来做圆周运动的物体,若速率不变,所受向心力减少或向心力不变,速率变大,物体将做离心运动;若速度大小不变,所受向心力增大或向心力不变,速率减小,物体将做近心运动.误区警示1.物体做离心运动时并不存在“离心力”,“离心力”的说法是因为有的同学把惯性当成了力.2.离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动.例:如图所示,高速公路转弯处弯道圆半径R=250 m,汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.25.若路面是水平的,问汽车转弯时不发生侧向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大?当超过v时,将会出现什么现象?(g取10 m/s2)【审题指导】(1)明确向心力的来源.(2)理解离心运动产生的原因.【答案】90 km/h 汽车做离心运动或出现翻车七、航天器中的完全失重现象例:如图所示,宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态,下列说法正确的是( )A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员所受重力等于所需的向心力D.宇航员不受重力的作用【答案】AC1.航天器中物体的向心力向心力由物体的重力G和航天器的支持力FN提供,即2.当航天器的速度,此时航天器机器内部物体均处于完全失重状态3任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器中,都是一个完全失重的环境.规律总结:物体处于完全失重状态的特征1.物体都具有向下的加速度,加速度大小为g.2.物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力消失,物体间不再相互挤压.3.物体仍受重力作用,并不是重力消失了.4.物体的速度不断变化,物体具有加速度,处于非平衡状态.生活中的圆周运动教学设计2【教材分析】本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节,是《曲线运动》一章的最后一节。
《生活中的圆周运动》教学设计一、教学任务及对策1、教材分析:《生活中的圆周运动》是新课程人教版必修2第五章的第7节,是这一章的最后一节。
本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力之后的一节应用课,通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用,使学生深入理解圆周运动规律,并且结合日常生活中的某些体验,加深物理知识在头脑中的印象。
这一节既是本章关于圆周运动的总结,同时又对于下一章的万有引力与航天的知识,起到承上启下的作用。
2、教学目标:(1)知识与技能:A、能定性分析火车外轨比轨高的原因,能定量计算火车转弯的临界速度;B、能定量分析汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的压力问题;C、知道航天器中航天员失重的原因;D、知道离心运动及其产生条件,了解离心运动的应用于防止;(2)过程与方法:A、进一步加深对向心力的认识,会用牛顿第二定律分析向心力的来源;B、培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力;C、充分展现中学生核心素养的基本原则。
(3)情感、态度和价值观:A、通过向心力在具体问题中的应用,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践意识;B、通过一些事例,使学生初步建立严谨的科学态度和学习物理的责任感和自豪感;C、体会圆周运动的奥妙,培养学生学习物理知识的求知欲;D、充分体现中学生核心素养的价值定位。
3、教学重、难点:(1)教学重点分析具体问题中向心力的来源。
依据:学生常常误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体另外受到的力,课本中明确指出这种看法是错误的,以及如何正确认识向心力的来源,并且对向心力的来源分析地比较仔细,因此教学中应充分重视这一点。
(2)教学难点A、能把所认识到的圆周运动按照水平、竖直方面进行分类,按照步骤进行问题分析;B、具体的火车结构;难点突破:用分类的方法把相同的物理情景归为一类,然后找到他们共同的解题方法;对学生不太熟悉的火车车轮结构等问题借助演示图片加以说明,使学生更易理解。
第七节生活中的圆周运动高一物理组【学习目标】1、知识与技能(1)知道生活中常见圆周运动,会分析常见圆周运动向心力来源(2)知道航天器中失重现象的本质(3)知道离心运动及其产生条件,了解离心运动的应用和防止(4)通过生活中圆周运动的分析,进一步掌握运用牛顿第二定律解题的思路与方法2、过程与方法:(1)培养学生观察、分析、解决问题的程序和方法.通过典型问题的一题多解、变式应用得出一般性的规律(2)培养学生比较分析、总结归纳的能力.3、情感、态度与价值观(1)体会牛顿定律解决问题的广泛性以及科学方法提炼的重要性;(2)通过实际问题的解决体会物理源于生活,物理用于生活【学习重点、难点】1、重点:运用牛顿第二定律(向心力公式)解决圆周运动的思路与方法2、难点:分析圆周运动实例中向心力来源是教学难点【教学设计】:一、课前热身1、距水平转盘中央1m处有一质量为1kg的小物体随转盘一起做匀速圆周运动,如果物体的线速度为0.5m/s,物体收到的摩擦力大小和方向分别是多少?思考:转盘转速越大,物体转动需要的向心力如何变化?2、如果物体和转盘之间的最大静摩擦和滑动摩擦力相等,动摩擦因数为μ=0.1,若物体能够相对转盘一起运动,其线速度的最大值是多少?思考:若转盘转速再增加,物体还能否继续沿原轨道做圆周运动?说明:通过本环节复习回顾圆周运动的基本知识,同时为离心运动的引入做好铺垫。
二、重点讨论(一)离心运动的应用和防止1、何为离心运动?2、 物体做离心运动的条件:3、 离心运动的应用: 合作探究1:举例说明离心运动在生活当中有哪些有益的应用? 说明:学生讨论汇报,教师总结 4、离心运动的防止-------车辆弯道的设计(1)观察火车车轮、轨道特点,试分析它上面突出轮缘的作用。
(2)、当火车拐弯做圆周运动时,若两条轨道高度相同,则它做圆周运动的圆周平面在哪?向心加速度方向如何?又是谁提供了向心力?合作探究2:采取什么措施车辆才能安全转弯呢?小结:防止车辆脱轨的做法: (二)汽车过桥问题合作探究3:汽车过凹形桥和拱形桥时对路面压力与重力的关系如何?速度能否太大?1、完成以下两题,思考汽车过拱形桥和凹形桥时速度能否过大?54m 810kg mm s , 1.4m 10N r v l =⨯==⨯例题一:火车质量 ,以半径为 =900转弯,设计通过速度为 30火车轨距 ,火车轨道所能承受的最大张力为 F=5,问火车能否安全转弯?5 m 810kg mm s , 1.4m r v l =⨯==例题二:火车质量 ,以半径为 =900转弯,设计通过速度为30火车轨距 ,火车要安全通过弯道,外轨需要抬高的角度的正切值为多少?2、质量为m汽车以速度v通过半径r的凹形桥面,在最低点时,车对凹形桥的压力多大?3、质量为m汽车在桥面以速度v行驶时,桥面的圆弧半径为r,试求汽车通过最高点时,对桥面的压力。
教学设计及教学反思θθ GF 合 F新授课铁轨的基本形状,并提出下列问题: (1)圆周运动平面是哪个?(2)由什么力提供向心力?教师出示火车车轮模型 轮缘和铁轨之间的弹力对二者是否有伤损害? 提问:同学们可以通过什么样的方式让火车转弯时对轮缘与铁轨之间没有作用力? 2、火车倾斜弯道转弯(外轨略高于內轨)。
教师板书火车在倾斜弯道上的受力分析(1) v =v 0时,内外轨对轮缘均没有弹力; (2)v >v 0,火车内、外轨受力如何? (3)v <v 0,火车内、外轨受力如何? 小结:出示PPT 。
铁轨与车轮之间的弹力提供,并得到2v F mR =的结论。
学生讨论火车质量较大,速度较大势必对火车的轮缘和铁轨有很大的破坏性。
学生通过小组讨论,探究解决问题的方案外轨略高于内轨引导学生和教师一起分析合力提供向心力F =F =mg tan θ向心力合学生回答 引导学生并指出原因所在。
v >v 0,所需的向心力较大,靠重力与支持力的合力不足以提供,需要外轨对车轮的弹力。
v <v 0时,所需的向心力较小,重力与支持力的合通过对水平轨道火车转弯问题的分析,引导学生知道轮缘的作用,激发学生思考,推理能力让学生有团队合作意识,能主动的对待问题,提出合理方案,培养学生解决问题能力通过情景分析 ,层层设问激疑,使得学生的思维动起来,利用物理知识发现问题,积极解决问题,培养理论联系实际的能力。
要让学生知其然,并知其所以然。
20=mv F r向心力0tan v gr θ=θθGFF 板书设计:一、铁路的弯道 外轨比内轨高F =F =mg tan θ向心力合 F =F =mg tan θ向心力合二、汽车过拱桥 拱形桥: 凹形桥: 2N v F mg m mg R=+> 三、航天器中的失重现象 四、离心运动2N v F mg m mgR=+>0tan v gr θ=5.7生活中的圆周运动《生活中的圆周运动》学情分析在学习本节内容之前,学生已学习了描述圆周运动的运动学量(如线速度、角速度、向心加速度等)和向心力;并已知道对于一般的曲线运动,尽管这时曲线各个地方的弯曲程度不一样,但在研究时只要取足够短的一小段,就可以采用圆周运动的分析方法进行处理;但学生对向心力的理解还不够透彻,存在一些错误的前概念,例如部分学生错误地理解为因为圆周运动而产生了向心力。
《生活中的圆周运动》教学设计方案(第一课时)一、教学目标:1. 理解圆周运动的观点和特点。
2. 了解圆周运动在实际生活中的应用,如车轮、摩天轮等。
3. 能够分析并解决简单的圆周运动问题。
二、教学重难点:1. 教学重点:理解圆周运动的观点,掌握圆周运动的规律。
2. 教学难点:将圆周运动规律应用到实际问题中,如车辆转弯、摩天轮等。
三、教学准备:1. 准备相关视频和图片,展示圆周运动在实际生活中的应用。
2. 准备一些常见圆形物体的模型,方便学生观察和操作。
3. 准备一些练习题,用于学生实践和稳固所学知识。
四、教学过程:本节课的教学目标是让学生了解圆周运动的基本观点,掌握圆周运动的基本规律,能够运用圆周运动的基本规律解决一些简单的实际问题。
在教学过程中,我将采用以下五个步骤进行教学:1. 引入课题:起首通过一些生活中的圆周运动现象,如过山车、火车转弯、汽车漂移等,引起学生的兴趣和好奇心,引入本节课的主题。
2. 讲解观点:在讲解圆周运动的基本观点时,我将从运动轨迹、线速度、角速度、转速等基本观点入手,让学生了解圆周运动的基本特征。
3. 讲解规律:在讲解圆周运动的基本规律时,我将介绍向心力的观点以及向心力与线速度、角速度、转速之间的干系,让学生了解如何根据这些规律来计算圆周运动的向心力。
4. 实验探究:为了让学生更好地理解圆周运动的基本规律,我将安排一些实验探究活动,如用小球在圆形轨道上进行圆周运动实验,让学生观察小球的运动轨迹、线速度、角速度等参数的变化情况。
5. 实际问题解决:在讲解完圆周运动的基本规律后,我将结合一些简单的实际问题,如火车转弯问题、汽车漂移问题等,让学生运用所学的知识进行解决。
这些问题需要学生结合所学知识进行综合分析,有助于提高学生的思维能力和解决问题的能力。
在教学过程中,我将注重学生的参与和互动,通过提问、讨论、实验等方式引导学生积极参与教学过程,激发学生的学习兴趣和积极性。
同时,我也会注重教学反馈,及时了解学生的学习情况,及时调整教学策略和方法,确保教学效果。
《生活中的圆周运动》教学设计方案(第一课时)一、教学目标:1. 理解圆周运动的概念。
2. 掌握描述圆周运动的物理量,如线速度、角速度、向心加速度等。
3. 能够理解并分析简单的圆周运动问题。
4. 培养观察生活、从生活中发现并探究物理现象的意识。
二、教学重难点:1. 教学重点:理解圆周运动的概念,掌握描述圆周运动的物理量。
2. 教学难点:如何将圆周运动的知识应用到实际生活中,分析并解决实际问题。
三、教学准备:1. 准备教学PPT和相关视频素材。
2. 准备一些常见的圆周运动实例,如汽车过拱桥、洗衣机甩干桶等。
3. 准备一些练习题,用于学生实践和巩固所学知识。
四、教学过程:本节课的教学目标是让学生了解圆周运动的概念,理解离心现象和向心力的原理,掌握圆周运动的向心加速度和线速度的计算方法。
在教学过程中,我将采用以下五个步骤进行教学:1. 引入课题:首先通过生活中的实例,如汽车转弯、洗衣机甩干桶、游乐场过山车等,引出圆周运动的概念。
让学生们认识到圆周运动在日常生活中的应用非常广泛。
2. 讲解离心现象和向心力的原理:通过实验演示离心现象,让学生们直观地理解离心现象的产生原理。
然后通过讲解向心力的概念,让学生们了解向心力是使物体围绕圆心运动所需要的力。
3. 讲解圆周运动的向心加速度和线速度的计算方法:通过公式推导,让学生们掌握圆周运动的向心加速度和线速度的计算方法。
同时,通过实例分析,让学生们了解如何在实际问题中应用这些公式。
4. 课堂互动:设计一些与圆周运动相关的互动问题,让学生们积极参与讨论,加深对圆周运动的理解。
例如,可以提出“为什么洗衣机甩干桶不会把衣服甩出去?”等问题,引导学生们思考并回答。
5. 课堂小结:对本节课所学的知识进行总结,强调重点和难点。
同时,鼓励学生分享自己的理解和收获,增强学生的自信心和参与感。
6. 布置作业:根据本节课所学内容,布置一些与圆周运动相关的作业,如计算圆周运动的向心加速度、线速度等,让学生们通过实际操作巩固所学知识。
《生活中的圆周运动》教学案例【教学目标】1.进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源.2.培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力.提高学生概括总结知识的能力.教学重难点重点:分析具体问题中向心力的来源.难点:离心运动现象的理解.教学手段Powerpoint演示文稿.教学过程导入新课教师展示生活中的圆周运动实例的图片,引人新课.学生观察思考,逐步进人学习状态.复习问题物体做圆周运动需要向心力的作用,向心力的来源是怎样的呢?学生思考,集体回答.教师生活中有很多物体在做圆周运动,它们的向心力是由哪些力来提供呢?这节课我们结合生活中一些具体的问题来分析向心力的来源问题.板书第八节生活中的圆周运动进行新课一、火车转弯教师展示火车图片.火车沿直线运动的情况学生分析火车车轮的特殊结构.教师提问请根据你了解的以及你刚才从图片中观察到的情况,说一说火车的车轮结构如何,轨道的结构如何.学生思考讨论,分析得出结论:车轮内侧轮缘半径大于车轮半径.轨道将两车轮的轮缘卡在里面.问题1火车在平直的轨道上匀速行驶时,所受的合力如何?学生火车在平直的轨道上匀速行驶时,所受的合力等于零.教师展示火车转弯行使的图片,并提示学生注意观察火车的运动情况.问题2如果轨道是水平的,火车转弯时火车做曲线运动,所受外力怎么样?学生观察思考,讨论分析.个别学生回答轨道水平时,重力和支持力,轨道对轮缘的支持力,以及向后的摩擦力.问题3如果轨道是水平的,火车转弯时,做曲线运动,需要的向心力由哪些力来提供呢学生交流,分析问题个别学生回答应该由火车轮缘所受的向里的支持力(即:轨道时它的侧压力)来提供.问题4大家知道,火车质量很大,行驶速度也不是很小,如此以来,长时间后,轨道会怎么样呢?学生讨论后回答如果靠这种方法获得向心力,轮缘与外轨的相互作用力会很大,长期以来,轨道就会受到损坏.问题5如何来改进,才能够使轨道不容易损坏呢?提示:从分析向心力的来源着手.学生交流,得出结论.设计:使路面向圆心一侧倾斜一个很小的角度,使外轨略高于内轨.在转弯处使外轨略高于内轨,重力和支持力的合力提供了向心力,这样,外轨就不受轮缘的挤压了.教师展示(1)火车转弯时候的图片,提醒学生观察轨道的情况.(2)火车转弯时的受力图,强调轨道支持的方向.板书:火车受力图如图,列方程得出向心力的表达式.教师总结(1)如果在转弯处使外轨道略高于内轨道,火车受力不是竖直的,而是斜向轨道内侧.它与重力的合力指向圆心,成为使火车转弯的向心力.(2)如果根据R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差,使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供,这样外轨道就不再受轮缘的挤压了.问题6当轨道平面与水平面之间的夹角θ和转弯半径R确定的时候,速度多大时轨道不受挤压?学生讨论求解,得出结果..问题7如果火车实际行驶的速度大于此速度时,向心力应该由哪些力提供?如果小于此速度又怎么样呢?学生归纳总结,交流讨论,得出结论.教师大家在课余时间可以深入讨论一下,公路转弯处路面的特点.例题1如图所示,半径为R的球壳,内壁光滑,当球壳绕竖直方向的中心轴转动时,一个小物体恰好相对静止在球壳内的P点,OP连线与竖直轴夹角为θ.试问:球壳转动的周期多大?解析小物体受重力mg和球壳支持力N的作用:重力竖直向下,支持力垂直于球壳的内壁指向球心O,它们的合力沿水平方向指向竖直转轴,大小为mgtanθ;小物体在水平面中做圆周运动,圆半径为r=Rsinθ,设球壳转动的角速度为w,则小物体做圆周运动的运动方程为mgtanθ=mw2Rsinθ,得.由,可知球壳转动周期为.点拨(1)相对静止于球壳内P处的小物体做匀速圆周运动的向心力来源于重力mg和球壳对其支持力FN的合力.由力的平行四边形定则可确定其合力与分力间的关系.(2)小物体所受的合外力(即向心力)的方向与向心加速度方向相同,垂直于转轴指向轨道圆心O’而不是指向球壳的球心O.问题讨论使球壳绕竖直方向的中心轴转动的角速度增大或减小,当小物体仍与球壳相对静止时,这一相对静止点P将在球壳内发生怎样的位置变化?试就该题的计算结果加以讨论.二、汽车过拱桥问题1如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时,在竖直方向上受力如何?学生分析得出:重力G和地面的支持力FN,并且二者平衡,如图.教师如果是拱形桥呢?汽车以某一速度通过桥的最高点的时候,桥面受到的压力如何?教师展示汽车通过拱桥的图片,让学生有感性认识.板书二、汽车过拱桥教师引导学生分析受力情况:当汽车在桥面上运动过最高点时,重力G和桥的支持力FN在一条直线上,它们的合力是使汽车做圆周运动的向心力F向.教师展示图,引导学生明确研究对象,分析受力情况,利用牛顿第二定律解决问题.分析过程(1)分析汽车的受力情况;(2)找圆心;(3)确定F合即F向心力的方向;(4)列方程.学生活动列方程,得出结论.汽车对桥面的压力教师提问根据上式,你能够得出什么结论?学生讨论分析,得出结论:1.汽车对桥面的压力FN小于汽车的重力G;.2.汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小.教师试分析如果汽车的速度不断地增大,会有什么现象发生呢.学生分析、讨论交流,个别学生总结.板书1.当速度不断增大的时候,压力会不断减小,当达到时,汽车对桥面完全没有压力,汽车就“飘离”桥面.教师提问如果汽车的速度比这个速度更大呢?汽车会怎么运动呢?提示学生分析,汽车此时受力怎么样?速度方向怎么样?速度和加速度方向如何?学生思考分析,讨论.教师总结并板书:2.汽车以大于或等于v0的速度驶过拱形桥的最高点时,汽车与桥面的相互作用力为零,汽车只受重力,又具有水平方向的速度v,因此汽车将做平抛运动.教师提问如果桥面是凹下去的凹形桥,汽车行驶在最低点时,桥面受到的压力如何呢?学生根据上面分析拱形桥的思路,自己分析汽车通过凹形桥时对桥面的压力,此时压力和汽车的重力比较,谁大?速度变化时,压力怎么变呢?个别学生到黑板上板书:凹形桥上最低点,汽车竖直方向受力如图所示,汽车对桥面的压力教师展示图片,如图,辅导其他学生分析问题.对学生所做的分析和求解过程进行评价.教师前面我们曾经学习过超重和失重现象,那么对两种情况来看,在拱形桥的最高点,和凹形桥的最低点,汽车分别处于哪种状态呢?学生回想前面的知识,回忆超重和失重现象的知识,分析问题.教师引导学生分析问题得出结论:超重和失重现象不只发生在竖直方向运动的物体上.只要有竖直方向的加速度就会有超重、失重现象,而与速度方向无关.教师展示例题2,引导学生明确题意.例题2如图所示,汽车质量为1.5×104kg,以不变的速率先后通过凹形桥和拱形桥,桥面半径为15m,如果桥面承受的最大压力不得超过2.0 × 105N,汽车允许的最大速率是多少?汽车以此速率通过桥面时对桥面的最小压力应该是多少?教师提问汽车在何处受到的支持力大?受力如何?做圆周运动的圆心在哪里?学生认真思考,分析讨论.解在最低点时,汽车受到的支持力大于重力,在最高点时所受的支持力小于重力,所以在计算时应该以最低点为标准计算.(1)在最低点,受力如图,由牛顿第二定律可知∴解得v≤7.07m/s.(2)在最高点时,汽车受支持力最小,为FN2,如图所示,由牛顿第二定律有∴解得FN2=1.0×105N.教学说明上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用.三、航天器中的失重现象教师提问火车转弯,汽车过拱桥,都属于圆周运动的一部分,我们根据受力以及牛顿定律分析,明确了它们的情况,宇宙飞船也是做曲线运动,可以看成圆周运动的,那么飞船和舱内的宇航员受力情况怎么样呢?展示图片,太空中飞行的宇宙飞船.板书三、航天器中的失重现象学生阅读课本,思考讨论问题1绕地球做匀速圆周运动的飞船中,宇航员是否受力?学生分析受力情况,得出结论.问题2航天员受力:FN=0时,v=?学生回答当FN=0时,速率,此时宇航员处于完全失重状态教师展示录像片,运转中的宇宙飞船,其中宇航员的状态.学生观看录像片,加深对航天员处于完全失重状态情形的认识.四、离心运动教师物体做圆周运动时,如果某一时刻,充当向心力的力突然消失,物体将会怎么样呢?这就是我们下面要学习的离心现象.播放录像片,提示学生,认真观察现象.学生1.观看录像片,观察离心现象,思考其中的规律.2.学生看书,总结规律.板书四、离心运动问题1.什么是离心运动?2.离心运动的应用有哪些?3.离心运动的危害与防止.学生分析总结,个别学生回答.跟踪练习1作业设计补充习题第(l)题.1.向心力是按效果命名的,它可以是重力、弹力或摩擦力,也可以是这些力的合力或分力所提供.2.静摩擦力是由物体的受力情况和运动情况决定的.问题讨论有的同学认为,做圆周运动的物体有沿切线方向飞出的趋势,静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势方向相反.你认为他的说法对吗?为什么?跟踪练习2作业设计补充习题第(4)题.点拨①本题虽是竖直平面内的圆周运动,但由题述可知是匀速率的而不是变速率的.②题目所求A对杆的作用力,可通过求解杆对A的反作用力得到答案.③A经越最高点时,杆对A的弹力必沿杆的方向,但它可以给A以向下的拉力,也可以给A 以向上的支持力.在事先不易判断该力是向上还是向下的情况下,可先采用假设法:例如先假设杆向下拉A,若求解结果为正值,说明假设方向正确;求解结果为负值,说明实际的弹力方向与假设方向相反.问题讨论①该题中A球分别以lm/s和4m/s的速度越过最低点时,A对杆的作用力的大小、方向又如何?②上面的杆如果换成绳子,A能不能以lm/s的速率沿圆周经越最高点?A能沿圆周经越最高点的最小速率为多少?③若杆能承受的拉力和压力各有一个最大值,怎样确定球A做匀速圆周运动的速率范围?教师活动对本节内容进行总结.课堂小结学生总结回答1.物体除受到各个作用力外,还受一个向心力吗?2.对于火车转弯时,向心力由什么提供?3.汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压力与重力的关系如何?4.用向心力公式求解有关问题时的解题步骤如何?(1)明确研究对象,确定它在哪个平面内做圆周运动,找到圆心和半径.(2)确定研究对象在某个位置所处的状态,进行具体的受力分析,分析哪些力提供了向心力.(3)根据牛顿第二定律,以及向心力公式列方程.(4)解方程,对结果进行必要的讨论.作业设计1.课本P26第1、2、3、4题.板书设计教学反思1.对于向心力的来源问题是学生学习过程中的难点问题.学生常常误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体另外受到的力.就如何正确认识向心力的来源,我在教学中注意通过多分析实例使学生获得正确认识.同时注意让学生明确:这里的分析和计算所依据的仍是普遍的运动规律—一牛顿第二定律,只是这里的加速度是向心加速度.2.关于向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,这一问题,只是分析物体在特殊点(该处物体所受合外力全部提供向心力,无切向分力)的向心力和向心加速度.课本分析了汽车(代表物体)通过拱桥(凸形桥和凹形桥)顶点(最高点和最低点)时的力、速度、加速度等问题.汽车通过拱桥的运动过程是变速圆周运动,只分析车过顶点时的情况(这时汽车受的合外力在一条直线上,全部用来提供向心力),教学中没有再扩展分析一般情况下的变速圆周运动的问题,也没有提及切向分力和法向分力,以免增加触度,加重学生负担.3.例题和练习的选择,我主要是围绕课本上两个示例方面选择适当的例子,从水平方向圆周运动(火车转弯类型)和竖直方向的圆周运动(汽车过桥类型)两类问题,使学生通过具体问题,明确向心力的来源问题.有些例题和练习,属于备用的,看课堂时间,以及学生掌握情况而定.。
生活中的圆周运动教学设计优质课教案一、教学目标通过本堂课的教学,学生应能够:1.基本理解圆周运动的概念和特性;2.掌握圆周运动的基本公式和计算方法;3.运用圆周运动的知识解决生活中的实际问题。
二、教学准备1.教师准备:投影仪、黑板、课件、实物示例等;2.学生准备:课本、笔、纸。
三、教学过程1. 导入(5分钟)教师通过投影仪展示一些日常生活中的圆周运动的例子,如钟摆的摆动、地球的公转等。
引导学生思考这些例子有什么特点,并引出本节课的主题。
2. 知识讲解(15分钟)教师介绍圆周运动的概念和特性,并通过课件和黑板向学生展示相关公式和计算方法。
在讲解过程中,教师可以结合实际场景,如车轮的转动、风车的旋转等,让学生更好地理解圆周运动的概念。
3. 团队合作探究(30分钟)将学生分为若干小组,每个小组由3-4名学生组成。
教师将准备好的实物示例分发给每个小组,如旋转木马、转盘等。
学生需要观察实物示例,采集相关数据,并通过小组讨论,尝试建立圆周运动的数学模型和公式。
4. 实践运用(30分钟)学生运用所学的圆周运动知识解决一些生活中的实际问题,例如:一个车轮的半径为30厘米,每分钟转动180°,求车轮的线速度、角速度等。
学生可以自由选择问题进行解答,并将解答过程和结果写在纸上。
5. 综合总结(10分钟)教师对学生的解答进行评价和点评,引导学生总结本节课所学的知识和方法,并强调圆周运动在生活中的应用和意义。
四、教学反思本堂课采用了导入、知识讲解、团队合作探究、实践运用和综合总结等多种教学方法,形式多样化,能够激发学生的学习兴趣和主动性。
通过实物示例和生活应用问题的解答,提高了学生对圆周运动的理解和掌握能力。
同时,教师要注意在讲解过程中合理引导学生思考,并及时给予帮助和指导,确保每个学生都能有所收获。
《生活中的圆周运动》教学反思(五篇模版)第一篇:《生活中的圆周运动》教学反思《生活中的圆周运动》本课是新课程人教版必修2第五章的第7节,是这一章的最后一节。
本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课,下文是小编给大家整理的生活中的圆周运动教学反思,欢迎参考!生活中的圆周运动教学反思1 今天讲了“生活中的圆周运动”的第一课时。
本文是对该节课的教学反思,具体内容如下:一、对该节课人教版新教材内容的理解:在老人教版中离心运动与圆周运动实例是分开编写。
而在新课标人教版中,编写者将二者合二为一。
因此本节课的课堂教学内容特别多,同时与生活实际联系特别紧密。
如果在上课过程中,一节课将教材的内容上完,可能学生对知识重难点难以把握,同时在上课的过程中,学生在课堂的探究过程与探究时间将受到极大限制。
因此本人决定将本节课分为两个课时进行安排。
二、本节课设计思想:以新课程的三维目标为依据,重视学生的学习过程,体现“以学生为主体,以教师为主导”的新型师生关系,强化情感、态度与价值观的教育,发展学生的科学素养。
力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围,鼓励学生合作探究,为学生与学生、教师与学生的交流与合作创设更多的机会,也为教学活动中的“生成”搭建舞台。
其设计特色有三:其一,密切联系和关注时代的发展和社会的进步(如火车提速);其二,将生活中的常见物品改装成实验器材为教学服务,从而突破教学难点;其三,在整堂课的教学过程中,始终以“向心力的来源”为暗线贯穿整个教学过程。
课后本人认为在该节课的课堂教学过程中还是比较充分反映本节课的教学设计思想。
三、教学模式的创新:在本节课中较好的实现了发现式的教学模式,将生活中常见现象引入课堂,还原物理知识发现与研究的过程与情景,引导学生进行探究与理解。
本节课设计上分为三个版块,分别由三个情景引入。
第一个情景“汽车在过弯时由于速度过快而会发生恻滑”第二个情景“沿火车行驶方向的两根轨道的内侧,其中一根内侧非常光亮,几乎无铁锈,而另一根内侧有铁锈与几乎没有火车行驶走过的轨道相同”、第三个情景“当你在骑自行车快速通过凹凸不平的路面时的感觉”这三个情景。
《生活中的圆周运动》教学设计教学设计:《生活中的圆周运动》一、教学目标1.了解生活中常见的圆周运动的实例,并能够分析其中的物理原理;2.能够描述并分析生活中常见的圆周运动的特点和规律;3.提高学生的观察力和实践动手能力。
二、教学内容1.生活中的圆周运动的实例;2.圆周运动的特点和规律;3.利用实例进行物理原理的分析。
三、教学过程1.导入(10分钟)教师通过引导学生回忆曾经在生活中见到的圆周运动的实例,如电风扇的转动、行车轮的转动等,激发学生的兴趣。
2.学习与探究(30分钟)a.学生自主观察与探究:教师分组引导学生对生活中的圆周运动进行观察和探究,学生们可以选择不同的实例进行观察,例如转盘、旋转木马等,并用手机或摄像机记录下来。
b.小组交流与展示:学生将所观察到的实例进行讨论和交流,分享他们的观察结果和心得。
c.讨论与总结:教师引导学生发现圆周运动的特点和规律,如速度大小的一致性、物体做圆周运动必须受到一个向心力等,并总结归纳。
3.物理原理分析(30分钟)教师通过引导学生回顾所学的物理知识,分析并解释生活中的圆周运动的物理原理,如按住绳子旋转的小风车受到绳子的向心力,使小风车做圆周运动等。
4.小结(10分钟)教师对本节课的内容进行小结,再次强调圆周运动的特点和规律,并鼓励学生运用所学的知识分析生活中的其他物理现象。
四、教学辅助和评估1.教学辅助:PPT、实物模型、手机或摄像机。
2.评估方式:观察学生的参与情况,小组讨论和展示的表现,以及对物理原理分析的准确性和深度的评估。
五、教学拓展1.带领学生进行实物观察和测量,教师可以通过展示实物模型演示生活中的圆周运动。
2.引导学生进行实际操作,例如用绳子绑在一个小物体上,通过甩动绳子使物体做圆周运动,观察并描述物体的运动特征。
3.带领学生进行实验,通过设立不同大小的圆周运动来观察和分析速度的变化情况。
六、教学延伸1.学生可了解生活中其他圆周运动的实例,并进行分析。
《生活中的圆周运动》教学设计一、课程标准的要求能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
二、教学目标分析(一)知识目标:1.能定性分析火车拐弯处外轨比内轨高的原因。
2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
(二)能力目标:3. 学会分析圆周运动方法,通过分析拱形桥、弯道等实际的例子,培养理论联系实际的能力。
4.通过对几个圆周运动的事例分析,掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。
(三)情感、态度与价值观目标:5. 通过向心力在具体问题中的应用,体会圆周运动的奥妙,养成将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
四、教学的重点与难点教学重点:分析具体问题中向心力的来源。
教学难点:在具体问题中分析向心力来源,尤其是在火车转弯问题中。
突破措施:组织学生多讨论,对学生不太熟悉的火车车轮结构等问题借助演示模型加以说明,使学生更易理解。
五、教学手段多媒体:主要PowerPoint演示文稿以及图片,并辅以视频。
学案:以学促教,提高课堂效益六、教学过程新课教学主要过程、问题2:如果内外轨一样高,火车转弯时做曲线运动,所受合外力应该怎样?需要的向心力有那些力提供。
在此基础上,引导学生进行弊端分析,提出下面的问题问题3:火车的质量很大,行驶的速度很大,如此长时间后,对轨道和列车有什么影响?如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢?再次展示火车转弯的模型,提醒学生观察轨道的情况。
学生讨论后总结:1.如果在转弯处使外轨道略高于内轨道,火车受力不是竖直的,而是斜向轨道的内侧。
它与重力的合力指向圆心,成为使火车转弯的向心力。
2.如果根据转弯半径R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差,使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力F N的合力提供,这样外轨道就不再受轮缘的挤压了。
【拓展】赛车影片中,若减少水平弯道事故,你怎样设计弯道中的路面?你观察过高速路转弯处路面的情况如何?此时,教师安排进行合作探究(约10分钟),学生探究过程中学生到黑板上展示。
《生活中的圆周运动》教学设计(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中必修2《生活中的圆周运动》教学反思6篇高中必修2《生活中的圆周运动》教学反思6篇质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动,即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。
它是一种最常见的曲线运动。
以下是采集的高中必修2《生活中的圆周运动》教学反思,欢迎大家分享。
圆周运动是曲线运动的重要内容,是运动学知识和动力学知识的结合点,既要掌握圆周运动的运动学特征,又要掌握圆周运动的动力学特征。
.由于课本上本节内容较多,根据我校学生的情况,我教合理的分解了本节课。
将竖直平面内的圆周运动放到下一节,以免增加难度,加重学生负担。
本节课的教学设计和实施过程都始终按照新课程理念的要求,科学的设计了三维目标并在教学过程中得到了较好的表达,同时在设计和实施中,通过学生对知识的回顾、图片的观察发现、小组的合作探索以及拓展应用无不凸现了学生这一主体。
就如何正确认识向心力的,我在教学中注意通过多分析实例使学生获得正确认识.同时注意让学生明确:这里的分析和计算所依据的仍是普遍的运动规律—一牛顿第二定律,只是这里的加速度是向心加速度.实例分析火车转弯问题,层层设疑,突破难点。
让学生自己当工程师设计弯道,使学生有主人翁意识,且有成功的感觉,增加了学生的自我效能感。
也惟独这样才干真正调动学生的积极性,使教学更加有的放矢。
1、以当前新冠肺炎疫情找好与本节课的切入点,提高学生的学习兴趣。
2、通过对几个实际问题的分析,使学生明确了详细问题必须详细分析,理解物理与生活的联系,建立正确的物理情景,学会用科学、合理的方法处理实际问题。
理解向心力是一种效果力,而不是物体此外受到的一个力,并结合牛顿运动定律分析详细问题中向心力的。
通过对离心现象的实例分析,提高学生综合应用知识解决物理问题的能力。
3、对于向心力的问题是学生学习过程中的一个难点,学生往往误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体此外受到的力。
就如何正确认识向心力的,我在教学中通过多分析实例使学生获得正确认识。
《生活中的圆周运动》教学案例【教学目标】1.进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源.2.培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力.提高学生概括总结知识的能力.教学重难点重点:分析具体问题中向心力的来源.难点:离心运动现象的理解.教学手段Powerpoint演示文稿.教学过程导入新课教师展示生活中的圆周运动实例的图片,引人新课.学生观察思考,逐步进人学习状态.复习问题物体做圆周运动需要向心力的作用,向心力的来源是怎样的呢学生思考,集体回答.教师生活中有很多物体在做圆周运动,它们的向心力是由哪些力来提供呢这节课我们结合生活中一些具体的问题来分析向心力的来源问题.板书第八节生活中的圆周运动进行新课一、火车转弯教师展示火车图片.火车沿直线运动的情况学生分析火车车轮的特殊结构.教师提问请根据你了解的以及你刚才从图片中观察到的情况,说一说火车的车轮结构如何,轨道的结构如何.学生思考讨论,分析得出结论:车轮内侧轮缘半径大于车轮半径.轨道将两车轮的轮缘卡在里面.问题1火车在平直的轨道上匀速行驶时,所受的合力如何学生火车在平直的轨道上匀速行驶时,所受的合力等于零.教师展示火车转弯行使的图片,并提示学生注意观察火车的运动情况.问题2如果轨道是水平的,火车转弯时火车做曲线运动,所受外力怎么样学生观察思考,讨论分析.个别学生回答轨道水平时,重力和支持力,轨道对轮缘的支持力,以及向后的摩擦力.问题3如果轨道是水平的,火车转弯时,做曲线运动,需要的向心力由哪些力来提供呢学生交流,分析问题个别学生回答应该由火车轮缘所受的向里的支持力(即:轨道时它的侧压力)来提供.问题4大家知道,火车质量很大,行驶速度也不是很小,如此以来,长时间后,轨道会怎么样呢学生讨论后回答如果靠这种方法获得向心力,轮缘与外轨的相互作用力会很大,长期以来,轨道就会受到损坏.问题5如何来改进,才能够使轨道不容易损坏呢提示:从分析向心力的来源着手.学生交流,得出结论.设计:使路面向圆心一侧倾斜一个很小的角度,使外轨略高于内轨.在转弯处使外轨略高于内轨,重力和支持力的合力提供了向心力,这样,外轨就不受轮缘的挤压了.教师展示(1)火车转弯时候的图片,提醒学生观察轨道的情况.(2)火车转弯时的受力图,强调轨道支持的方向.板书:火车受力图如图,列方程得出向心力的表达式.教师总结(1)如果在转弯处使外轨道略高于内轨道,火车受力不是竖直的,而是斜向轨道内侧.它与重力的合力指向圆心,成为使火车转弯的向心力.(2)如果根据R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差,使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供,这样外轨道就不再受轮缘的挤压了.问题6当轨道平面与水平面之间的夹角θ和转弯半径R确定的时候,速度多大时轨道不受挤压学生讨论求解,得出结果..问题7如果火车实际行驶的速度大于此速度时,向心力应该由哪些力提供如果小于此速度又怎么样呢学生归纳总结,交流讨论,得出结论.教师大家在课余时间可以深入讨论一下,公路转弯处路面的特点.例题1如图所示,半径为R的球壳,内壁光滑,当球壳绕竖直方向的中心轴转动时,一个小物体恰好相对静止在球壳内的P点,OP连线与竖直轴夹角为θ.试问:球壳转动的周期多大解析小物体受重力mg和球壳支持力N的作用:重力竖直向下,支持力垂直于球壳的内壁指向球心O,它们的合力沿水平方向指向竖直转轴,大小为mgtanθ;小物体在水平面中做圆周运动,圆半径为r=Rsinθ,设球壳转动的角速度为w,则小物体做圆周运动的运动方程为mgtanθ=mw2Rsinθ,得.由,可知球壳转动周期为.点拨(1)相对静止于球壳内P处的小物体做匀速圆周运动的向心力来源于重力mg和球壳对其支持力FN的合力.由力的平行四边形定则可确定其合力与分力间的关系.(2)小物体所受的合外力(即向心力)的方向与向心加速度方向相同,垂直于转轴指向轨道圆心O’而不是指向球壳的球心O.问题讨论使球壳绕竖直方向的中心轴转动的角速度增大或减小,当小物体仍与球壳相对静止时,这一相对静止点P将在球壳内发生怎样的位置变化试就该题的计算结果加以讨论.二、汽车过拱桥问题1如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时,在竖直方向上受力如何学生分析得出:重力G和地面的支持力FN,并且二者平衡,如图.教师如果是拱形桥呢汽车以某一速度通过桥的最高点的时候,桥面受到的压力如何教师展示汽车通过拱桥的图片,让学生有感性认识.板书二、汽车过拱桥教师引导学生分析受力情况:当汽车在桥面上运动过最高点时,重力G和桥的支持力FN在一条直线上,它们的合力是使汽车做圆周运动的向心力F 向.教师展示图,引导学生明确研究对象,分析受力情况,利用牛顿第二定律解决问题.分析过程(1)分析汽车的受力情况;(2)找圆心;(3)确定F合即F向心力的方向;(4)列方程.学生活动列方程,得出结论.汽车对桥面的压力教师提问根据上式,你能够得出什么结论学生讨论分析,得出结论:1.汽车对桥面的压力FN小于汽车的重力G;.2.汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小.教师试分析如果汽车的速度不断地增大,会有什么现象发生呢.学生分析、讨论交流,个别学生总结.板书1.当速度不断增大的时候,压力会不断减小,当达到时,汽车对桥面完全没有压力,汽车就“飘离”桥面.教师提问如果汽车的速度比这个速度更大呢汽车会怎么运动呢提示学生分析,汽车此时受力怎么样速度方向怎么样速度和加速度方向如何学生思考分析,讨论.教师总结并板书:2.汽车以大于或等于v0的速度驶过拱形桥的最高点时,汽车与桥面的相互作用力为零,汽车只受重力,又具有水平方向的速度v,因此汽车将做平抛运动.教师提问如果桥面是凹下去的凹形桥,汽车行驶在最低点时,桥面受到的压力如何呢学生根据上面分析拱形桥的思路,自己分析汽车通过凹形桥时对桥面的压力,此时压力和汽车的重力比较,谁大速度变化时,压力怎么变呢个别学生到黑板上板书:凹形桥上最低点,汽车竖直方向受力如图所示,汽车对桥面的压力教师展示图片,如图,辅导其他学生分析问题.对学生所做的分析和求解过程进行评价.教师前面我们曾经学习过超重和失重现象,那么对两种情况来看,在拱形桥的最高点,和凹形桥的最低点,汽车分别处于哪种状态呢学生回想前面的知识,回忆超重和失重现象的知识,分析问题.教师引导学生分析问题得出结论:超重和失重现象不只发生在竖直方向运动的物体上.只要有竖直方向的加速度就会有超重、失重现象,而与速度方向无关.教师展示例题2,引导学生明确题意.例题2如图所示,汽车质量为×104kg,以不变的速率先后通过凹形桥和拱形桥,桥面半径为15m,如果桥面承受的最大压力不得超过2.0 × 105N,汽车允许的最大速率是多少汽车以此速率通过桥面时对桥面的最小压力应该是多少教师提问汽车在何处受到的支持力大受力如何做圆周运动的圆心在哪里学生认真思考,分析讨论.解在最低点时,汽车受到的支持力大于重力,在最高点时所受的支持力小于重力,所以在计算时应该以最低点为标准计算.(1)在最低点,受力如图,由牛顿第二定律可知∴解得v≤7.07m/s.(2)在最高点时,汽车受支持力最小,为FN2,如图所示,由牛顿第二定律有∴解得FN2=×105N.教学说明上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用.三、航天器中的失重现象教师提问火车转弯,汽车过拱桥,都属于圆周运动的一部分,我们根据受力以及牛顿定律分析,明确了它们的情况,宇宙飞船也是做曲线运动,可以看成圆周运动的,那么飞船和舱内的宇航员受力情况怎么样呢展示图片,太空中飞行的宇宙飞船.板书三、航天器中的失重现象学生阅读课本,思考讨论问题1绕地球做匀速圆周运动的飞船中,宇航员是否受力学生分析受力情况,得出结论.问题2航天员受力:FN=0时,v=学生回答当FN=0时,速率,此时宇航员处于完全失重状态教师展示录像片,运转中的宇宙飞船,其中宇航员的状态.学生观看录像片,加深对航天员处于完全失重状态情形的认识.四、离心运动教师物体做圆周运动时,如果某一时刻,充当向心力的力突然消失,物体将会怎么样呢这就是我们下面要学习的离心现象.播放录像片,提示学生,认真观察现象.学生1.观看录像片,观察离心现象,思考其中的规律.2.学生看书,总结规律.板书四、离心运动问题1.什么是离心运动2.离心运动的应用有哪些3.离心运动的危害与防止.学生分析总结,个别学生回答.跟踪练习1作业设计补充习题第(l)题.1.向心力是按效果命名的,它可以是重力、弹力或摩擦力,也可以是这些力的合力或分力所提供.2.静摩擦力是由物体的受力情况和运动情况决定的.问题讨论有的同学认为,做圆周运动的物体有沿切线方向飞出的趋势,静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势方向相反.你认为他的说法对吗为什么跟踪练习2作业设计补充习题第(4)题.点拨①本题虽是竖直平面内的圆周运动,但由题述可知是匀速率的而不是变速率的.②题目所求A对杆的作用力,可通过求解杆对A的反作用力得到答案.③A经越最高点时,杆对A的弹力必沿杆的方向,但它可以给A以向下的拉力,也可以给A以向上的支持力.在事先不易判断该力是向上还是向下的情况下,可先采用假设法:例如先假设杆向下拉A,若求解结果为正值,说明假设方向正确;求解结果为负值,说明实际的弹力方向与假设方向相反.问题讨论①该题中A球分别以lm/s和4m/s的速度越过最低点时,A对杆的作用力的大小、方向又如何②上面的杆如果换成绳子,A能不能以lm/s的速率沿圆周经越最高点A 能沿圆周经越最高点的最小速率为多少③若杆能承受的拉力和压力各有一个最大值,怎样确定球A做匀速圆周运动的速率范围教师活动对本节内容进行总结.课堂小结学生总结回答1.物体除受到各个作用力外,还受一个向心力吗2.对于火车转弯时,向心力由什么提供3.汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压力与重力的关系如何4.用向心力公式求解有关问题时的解题步骤如何(1)明确研究对象,确定它在哪个平面内做圆周运动,找到圆心和半径.(2)确定研究对象在某个位置所处的状态,进行具体的受力分析,分析哪些力提供了向心力.(3)根据牛顿第二定律,以及向心力公式列方程.(4)解方程,对结果进行必要的讨论.作业设计1.课本P26第1、2、3、4题.板书设计教学反思1.对于向心力的来源问题是学生学习过程中的难点问题.学生常常误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体另外受到的力.就如何正确认识向心力的来源,我在教学中注意通过多分析实例使学生获得正确认识.同时注意让学生明确:这里的分析和计算所依据的仍是普遍的运动规律—一牛顿第二定律,只是这里的加速度是向心加速度.2.关于向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,这一问题,只是分析物体在特殊点(该处物体所受合外力全部提供向心力,无切向分力)的向心力和向心加速度.课本分析了汽车(代表物体)通过拱桥(凸形桥和凹形桥)顶点(最高点和最低点)时的力、速度、加速度等问题.汽车通过拱桥的运动过程是变速圆周运动,只分析车过顶点时的情况(这时汽车受的合外力在一条直线上,全部用来提供向心力),教学中没有再扩展分析一般情况下的变速圆周运动的问题,也没有提及切向分力和法向分力,以免增加触度,加重学生负担.3.例题和练习的选择,我主要是围绕课本上两个示例方面选择适当的例子,从水平方向圆周运动(火车转弯类型)和竖直方向的圆周运动(汽车过桥类型)两类问题,使学生通过具体问题,明确向心力的来源问题.有些例题和练习,属于备用的,看课堂时间,以及学生掌握情况而定.。