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物理教案－匀速圆周运动的实例分析教学目标知识目标1、进一步理解向心力的概念.2、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.能力目标1、培养在实际问题中分析向心力来源的能力.2、培养运用物理知识解决实际问题的能力.情感目标1、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯.教学建议教材分析教材首先明确提出向心力是按效果命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力，接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题.后面又附有思考与讨论，开拓学生的思维.教法建议1、培养学生分析向心力来源的能力，分析问题时，要首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析，并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力，就是提供给物体做圆周运动的向心力.2、培养学生运用物体知识解决实际问题的能力.通过例题的分析与讨论（结合动画或），引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法.即：第一：根据物体受力情况分析向心力的来源，做匀速圆周运动的物体.第二：运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力.第三：由物体实际受到的力提供了它所需要的向心力，列出方程求解.3、可多举一些实例让学生分析.向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供，也可由它们的合力提供.4、在讲述汽车过拱桥的问题时，汽车做的是变速圆周运动，对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出：在变速圆周运动中，物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度，向心力公式仍是适用的.但要注意，对于物体做匀速圆周运动的情况，只有在物体通过最高点和最低点时，向心力才是合外力.同时，还可以向学生指出：此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象，是发生在圆周运动中的超重或失重现象.方案匀速圆周运动的实例分析教学重点：分析向心力来源.教学难点：实际问题的处理方法.主要设计：一、讨论向心力的来源：例如：万有引力提供向心力（人造地球卫星）；弹力提供向心力（绳系小球在光滑水平面上的匀速圆周运动）；摩擦力力提供向心力（物价在转盘上随转盘一起转动）；合力提供向心力（圆锥摆等）.二、讨论火车转弯：（一）展示图片1：火车车轮有凸出的轮缘.（二）展示课件1：外轨作用在火车轮缘上的力F是使火车必须转弯的向心力.（三）展示课件2：外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力.（四）讨论：为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制？三、讨论汽车过拱桥：（一）思考：汽车过拱桥时，对桥面的压力与重力谁大？（二）展示课件3：汽车过拱桥在最高点的受力情况（变变）（三）展示课件4：汽车过凹形桥时低点时的受力情况（变变）（四）总结在圆周运动中的超重、失重情况.探究活动1、荡秋千时，你对秋千底座的压力大小恒定吗？请你想办法实际验证一下，并解释为什么？2、请观察一下，建筑工地上用来砸实地面的“电动夯”工作时的情况：什么时候底座离开地面？什么时候砸向地面？为什么会出这样的结果？。
第二章第3节圆周运动的实例分析（课时1）一、自主学习的目标与任务：课前自主学习必修2课本P30～P33内容，初步认识生活中常见圆周运动的实例，如：“汽车过拱形桥”，“旋转秋千”，“火车转弯”等的向心力来源，试写出动力学关系。
了解离心现象及物体做离心运动的条件，认识生活生产中离心运动的应用与防止。
二、结合学习内容思考：（1）汽车过拱形桥在拱形桥最高点时，是力和力的合力提供向心力（2）汽车过凹形桥在拱形桥最低点时，是力和力的合力提供向心力为什么生活中常见拱形桥而不见凹形桥?（3）“旋转秋千”是什么力提供向心力?（4）“火车转弯”是在水平路面上转弯的吗？实际中转弯处的外轨略高于内轨，使向心力几乎由什么力提供?三、自主解答下列各题：1.画出汽车过拱形桥最高点和拱形桥最低点时的受力示意图，运用平行四边形定则或正交分解法（取向心加速度方向为正方向）求出向心力Fn甲中向心力Fn= ，乙中向心力Fn=2.“火车转弯”据图中已知量，向心力Fn=【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，它就是物体课堂主体参与（教案）所受的向心力。
（2）、会在具体问题中分析向心力的来源。
（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，提高学生的分析能力、推理能力，明确解决问题的思路和方法。
3、情感态度与价值观（1）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。
（2）激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。
【重点及难点】重点：在具体问题中能找到向心力的来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题。
难点：理解做圆周运动的物体受到的向心力是一效果力以及圆周运动向心力供需关系匹配问题。
，对于临界问题的讨论和分析。
高中物理第二章第3节匀速圆周运动的实例分析学案教科版必修2第3节匀速圆周运动的实例分析班别______姓名_____【学习目标】1、分析铁轨拐弯处的设计、骑自行车转弯等实例的动力学关系。
2、认识向心力是以效果命名的力；知道什么是离心现象，说出物体做离心运动的条件。
3、通过列举实例，感受圆周运动在生活、生产中的应用价值，说明离心运动的应用和防止。
【阅读指导】1、在水平路面上，你骑自行车向右拐弯，__________提供向心力，方向向__________。
2、拐弯的鸟或飞机依靠______________________获得向心力。
3、通常，把在做圆周运动时，由于_________________________，以致物体沿________________________________________称为离心运动。
4、离心运动有很多重要应用，_____________________叫离心机械，例如：________。
5、离心现象在生产生活中广泛存在，不总是有利的，有时也有害，例如：__________。
【课堂练习】★夯实基础1、如图（1）所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个小物体，小物体A与圆筒保持相对静止，对小物体A进行受力分析，并指出谁充当向心力。
ωAl（1）（2）（3）2、如图（2）所示，试分析汽车在经过拱桥的最高点时的受力情况，并指出谁充当汽车圆周运动的向心力。
（汽车的速度不太大）3、如图（3）所示，用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆锥摆运动，分析小球的受力，并指出谁充当小球做圆周运动的向心力。
4、关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是（）A、内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车B、因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒C、外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压D、以上说法均不正确v5、如图所示为一竖直放置的圆形环，小球可在环内做圆周运动。
《圆周运动的实例分析》教学设计一、教材依据本节课是教科版高中物理必修2第二章《研究圆周运动》的第3节《圆周运动的实例分析》。
二、设计思路（一）、指导思想①突出科学的探究性和物理学科的趣味性；②体现了以学生为主体的学习观念；注重了循序渐进性原则和学生的认知规律，使学生从感性认识自然过渡到理性认识。
（二）、设计理念本节对学生来说是比较感兴趣的，要使学生顺利掌握本节内容。
引导学生在日常生活经验的基础上通过观察和主动探究和归纳，就成为教学中必须解决的关键问题。
所以在本节课的设计中，结合新课改的要求，利用“六步教学法”：教师主导——提出问题；学生探求——发现问题；主体互动——研究问题；课堂整理——解决问题；课堂练习——巩固提高；反思小结——信息反馈，为学生准备了导学提纲，重视创设问题的情境，引导学生分析现象，归纳总结出实验结论。
（三）教材分析本节是《研究圆周运动》这一章的核心，它既是圆周运的向心力与向心加速度的具体应用，也是牛顿运动定律在曲线运动中的升华，它也将为学习后续的万有引定律应用、带电粒子在磁场中运动等内容作知识与方法上的准备。
本节通过对汽车、火车等交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。
在本节教学内容中，圆周运动与人们日常生活、生产技术有着密切的联系，本节教材从生活场景走向物理学习，又从物理学习走向社会应用，体现了物理与生活、社会的密切联系。
三、教学目标1.通过对自行车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。
2.将生活实例转换为物理模型进行分析研究。
3.通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，培养学生对参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心。
4.通过对日常生活、生产中圆周运动现象的解释，敢于坚持真理、勇于应用科学知识探究生活中的物理学问题。
四、教学重点理解向心力不是一种特殊的力，同时学会分析实际的向心力来源。
五、教学难点能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题，其中包括分析汽车过拱桥、火车拐弯等问题。
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。
充分表达“教师主导，学生主体〞的教学原那么。
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：创设情景，激发学生学习兴趣和复习圆周运动的基本知识，为后面小球过最高点明确圆周运动的解题思路，进一步加深对向心力通过实例分析，进一步理解向心力的来源可以是一个力或汽车过拱桥，培养学生阅读和自学能力，知道向心力公式也O进一步熟练向心力来源分析，为后面绳子过最高绳系小球过最高点及过山车过最高点的条课后小结三、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〕向心力的特点？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。
圆周运动的实例分析【教学目标】1．会在具体问题中分析向心力的来源。
2．能熟练运用向心力公式及圆周运动公式解决有关圆周运动的实际问题。
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。
4．知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件。
【教学重点】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。
【教学难点】能熟练运用向心力公式及圆周运动公式解决有关圆周运动的实际问题。
【教学过程】一、情境导入教师课件展示不同桥梁的图片（示例如下），然后引导学生根据所了解的以及从图片中观察到的情况，说一说这几座桥有什么特点？为什么要修成这样？二、新知学习（一）汽车通过拱形桥1．向心力来源：重力和桥面的支持力的合力提供向心力。
2．动力学关系（1）如图甲所示，汽车在凸形桥的最高点时，满足的关系为mg－N＝mv2R，N＝mg－mv2R，由牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力大小等于支持力，因此汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于重力。
当v＝gR时，其压力为零。
甲乙（2）如图乙所示，汽车经过凹形桥的最低点时，满足的关系为N－mg＝mv2R，N＝mg＋mv2R，由牛顿第三定律可知，汽车对桥的压力大小N′＝N。
汽车过凹形桥时，对桥的压力大于重力。
（二）“旋转秋千”“旋转秋千”运动可简化为圆锥摆模型，如图所示。
1．向心力来源：重力和悬线的拉力的合力提供。
2．动力学关系mg tan α＝mω2r，又r＝l sin α，则ω＝gl cos α，周期T＝2πl cos αg所以cos α＝gω2l，由此可知，α与角速度ω和绳长l有关，在绳长l确定的情况下，角速度ω越大，α越大。
（三）火车转弯1．火车在弯道上的运动特点火车车轮上突出的轮缘在铁轨上起到限定方向的作用，如果火车在水平路基上转弯，外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力，轮缘与外轨间的作用力很大，铁轨与轮缘极易受损，故实际在转弯处，火车的外轨略高于内轨。
一、教学目标：1. 让学生了解匀速圆周运动的定义和特点。
2. 通过实例分析，让学生掌握匀速圆周运动的物理量计算方法。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 匀速圆周运动的定义2. 匀速圆周运动的特点3. 匀速圆周运动的物理量计算4. 实例分析：自行车匀速圆周运动5. 实例分析：匀速圆周运动在生活中的应用三、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生思考匀速圆周运动的特点和计算方法。
2. 利用生活中的实例，让学生直观地理解匀速圆周运动的概念和应用。
3. 运用小组讨论法，培养学生合作学习和解决问题的能力。
四、教学准备：1. 教学PPT2. 教学视频或图片：自行车匀速圆周运动3. 教学素材：自行车模型、圆形轨道等4. 计算器五、教学过程：1. 导入：通过展示自行车匀速圆周运动的视频或图片，引导学生关注匀速圆周运动的现象。
2. 新课：介绍匀速圆周运动的定义和特点，讲解匀速圆周运动的物理量计算方法。
3. 实例分析：以自行车匀速圆周运动为例，分析其物理量的计算过程。
4. 小组讨论：让学生结合生活实际，思考匀速圆周运动在生活中的应用，并进行小组讨论。
5. 总结：对本节课的内容进行总结，强调匀速圆周运动的特点和计算方法。
6. 作业布置：让学生运用所学知识，分析其他匀速圆周运动的实例，并进行计算。
六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对匀速圆周运动概念的理解和掌握程度。
2. 小组讨论：观察学生在小组讨论中的表现，评估其合作学习和解决问题的能力。
3. 作业批改：对学生的课后作业进行批改，了解学生对匀速圆周运动物理量计算的掌握情况。
七、教学反思：1. 针对学生的课堂反馈，反思教学内容和方法是否适合学生的学习需求。
2. 考虑如何更好地激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度。
3. 思考如何将生活实例与物理知识更有效地结合，帮助学生理解匀速圆周运动。
八、拓展与延伸：1. 探讨匀速圆周运动在现代科技领域的应用，如汽车行驶、卫星绕地球运动等。
第三节匀速圆周运动的实例分析
一、教学目标
1．知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件。
2．能结合课本所分析的实际问题，知道离心运动的应用和防止。
二、重点难点
重点：物体做离心运动所满足的条件。
难点：对离心运动的理解及其实例分析。
三、教学方法
观察总结
四、教学过程
（一）引入新课
做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向，它之所以没有飞去是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来，使物体同圆心的距离保持不变。
做匀速圆周运动的物体，它所受的合外力恰提供了它所需要的向心力，如果提供它的外力消失或不足，物体将怎样运动呢？本节课专门研究这一问题。
（二）进行新课
1.离心运动：学生阅读教材【离心现象】
做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。
这种运动叫做离心运动。
2．离心运动的条件：
（1）当产生向心力的合外力突然消失，物体便沿所在位置的切线方向飞出。
（2）当产生向心力的合外力不完全消失，而只是小于所需要的向心力，物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动，远离圆心而去。
3．离心现象的本质——物体惯性的表现
做匀速圆周运动的物体，由于本身有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动。
如果提供向心力的合外力突然消失，物体由于本身的惯性，将沿着切线方向运动，这也是牛顿第一定律的必然结果。
如果提供向心力的合外力减小，使它不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动。
此时，物体逐渐远离圆心，但“远离”不能理解为“背离”。
做离心运动的物体并非沿半径方
向飞出，而是运动半径越来越大。
（二）离心运动的应用和防止
1.离心运动的应用实例——
(1)雨伞旋转
(2)链球投掷
(3)洗衣机的脱水筒
2.离心运动的防止实例
（1）汽车拐弯时限速
（2）高速旋转的飞轮、砂轮的限速
（三）课堂练习
1．物体做离心运动时，运动轨迹
A．一定是直线
B．一定是曲线
C．可能是直线，也可能是曲线
D．可能是圆【C】
2．物体m用线通过光滑的水平板上的小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减小M的质量，则物体的轨道半径r、角速度ω、线速度v的大小变化情况是
A．r不变，v变小、ω变小
B．r增大，ω减小、v不变m
C．r减小，v不变、ω增大
D．r减小，ω不变、v变小【B】
2．如果汽车的质量为m，水平弯道是一个半径50m的圆弧，汽车与地面间的最大静摩擦力为车重的0.2倍，欲使汽车转弯时不打滑，汽车在弯道处行驶的最大速度是多少？( g取10 m/s2 )
（答案：10 m/s ）
（四）课堂小结
做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.
当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动
当F= 0时，物体沿切线方向飞出
当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心
当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心
五、课外作业：课本中本节课后练习 1、2。
