高中物理第二章匀速圆周运动3圆周运动的实例分析教案2教科版必修2
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第3节 圆周运动的实例分析
一、探究并设计适合本节教学的教法、学法:
1、设计教法:
(1)情景导学法:引入新课教学中创设问题情境,激发学习兴趣,调动学生的内在学习动力,促使学生积极主动学习;
(2)目标导学法:让在学生在学前明确学习目标,学有方向,才能有的放矢,促使学生积极探索、发现;
(3)实验演示法:学生通过参与实验操作、讨论分析实验现象,推理其内在的本质;
(4)比较法:通过新旧对比,启发学生认识并获得新知等。
最大限度地调动学生积极参与教学活动。
充分体现“教师主导,学生主体”的教学原则。
本节课采用了演示法和讲授法相结合的启发式综合教学方法。
教师边演示边让学生分折解题思路,充分调动学生的积极性和主动性。
2、设计学法:观察法,归纳法,阅读法,推理法 。
教学生用较简单的器材做实验,以发挥实验效益,提高教学效果的方法。
通过设疑,启发学生思考。
二、设计教学流程:
三、具体教学过程设计:
创设情景:(教学PPT 录像)在日常生活中有很多圆周运动的实例:骑自行车转弯,汽车、火车转弯等都是圆周运动或圆周运动的一部分,这些运动的向心力的来源是什么?这节课我们就来讨论在具体的问题中向心力的来源?
实例分析一(匀速圆周运动):
1、小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。
(实验)(1)向心力的来源(2
2、圆锥摆。
知道解决圆周运动问题的基本思路:
①明确研究对象
②确定轨迹找圆心和半径。
③受力分析,找向心力来源。
④根据牛顿定律列式求解。
⑤对结果进行必要的讨论。
3、火车转弯。
小结:对匀速圆周运动而言,圆周运动的向心力始终指向圆心(可以是一个力或几个力的合力)
实例分析二(变速圆周运动最高点和最低点):
4、汽车过拱桥。
(学生看书自学)
在各种公路上拱形桥是常见的,质量为m的汽车在拱桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,分析汽车通过桥的最高点时对桥面的压力。
(1)当汽车在桥面上运动过最高点时,重力G和桥的支持力N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。
F向=G-N=mv2/R N=G-mv2/R<G 车对桥的压力:N'=N<G
问题:压力小于重力什么现象?
根据上面的分析可以看出:汽车行驶的速度越大对桥面的压力越小,试分析一下,当汽车的速度不断增大时会有什么现象发生呢?(当汽车的速度增大到mv 2/R=mg 即V=Rg 时,汽车在桥顶只受重力G ,又具水平速度V ,因此开始做平抛运动。
)
(2)试分析汽车过凹形桥时对桥的压力。
是超重还是失重现象?
实例分析三、拓展练习与思考题:
5.如图,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动.现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是
① a处为拉力,b处为拉力
② a处为拉力,b处为推力
③ a处为推力,b处为拉力
④ a处为推力,b处为推力
6、小球过最高点的条件探究。
7、过山车(实验演示)。
问题:通过受力分析指出向心力的来源。
得出最高点过山车的条件。
8、巩固练习:如图,在光滑的圆锥顶用长为L 的细线悬挂一质量为m 的小球,顶角为2θ,当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动,球压紧椎面,则此时张力是多少?若小球离开锥面,则小球的角速度至少为多少?
小结:圆周运动问题实质是牛顿定律的在曲线运动中的应用。
解决圆周运动问题的关键是对作圆周运动的物体进行受力分析,找到指向圆心的合力(可以是一个力或几个力的合力)即向心力。