57_《生活中的圆周运动》导学案.doc

高中物理 5.7 生活中的圆周运动第2课时导学案新人教版必修5、7 生活中的圆周运动第2课时导学案（无答案）新人教版必修2第课时课题名称时间第周星期课型复习课主备课人目标1、掌握实际问题中向心力的来源,并列方程解决有关问题2、掌握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重点用圆周运动公式解决有关圆周运动的问题我的问题难点用圆周运动公式解决有关圆周运动的问题自主学习1、如图6、8—7所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( )A、在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B、在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C、汽车对桥面的压力小于汽车的重力D、汽车对桥面的压力大于汽车的重力2、在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ应满足什么条件？3、汽车的速度是72km/h，过凸桥最高点时，对桥的压力是车重的一半，则桥面的半径为__________m，当车速为__________m/s时，车对桥面最高点的压力恰好为零、(g取10m/s2)精讲互动2、小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为a，则（）A、小球受到的合力是一个恒力B、小球运动的角速度为C、小球在时间t内通过的位移为D、小球的运动周期为达标训练1、一细绳拴一质量m＝100 g的小球，在竖直平面内做半径R=40 cm的圆周运动，取g＝10 m／s2，求：(1)小球恰能通过圆周最高点时的速度； (2)小球以v1=3、0 m／s的速度通过圆周最低点时，绳对小球的拉力； (3)小球以v2＝5、0m／s的速度通过圆周最低点时，绳对小球的拉力、2、某实验中学的学习小组在进行科学探测时，一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧，他先用绳索做了一个单摆(秋千)，通过摆动，使自身获得足够速度后再平抛到山涧对面，如图4－3－4所示，若他的质量是M，所用绳长为L，在摆到最低点B处时的速度为v，离地高度为h，当地重力加速度为g，则：(1)他用的绳子能承受的最大拉力不小于多少？(2)这道山涧的宽度不超过多大？作业课后小结。

第7节生活中的圆周运动【预习案】【预习目标】研读课本，说出铁路在转弯的地方设计成内低外高的原因，能分析出匀速圆周向心力的来源。

【使用说明与学法指导】1. 15分钟研读教材内容，明确火车弯道、拱形桥和航天器中的失重现象。

2.结合生活中的实例分析向心力来源和离线运动。

一、水平面内物体的圆周运动情景：生活屮在水平面内的圆周运动很常见，如火车转弯、汽车转弯和公园里的旋转木马等等。

1.如图甲所示，若将火车转弯处的轨道设计成内外轨等高是否合理？请说明理由。

2.如图乙所示，若将火车转弯处的内外轨设计成如图不等高处（外高内低），请对火车进行受力分析，说出什么力提供火车做圆周运动的向心力？并简单叙述这样设计的好处。

乙二、竖直面内物体的圆周运动情景：竖直面内物体做圆周运动的现象非常多，如过上车、摩天轮和汽车过拱桥等等都可以近似看成竖直面内物体的圆周运动。

公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建成凹形桥，也叫“过水路面”。

汽车通过凹形桥的最低点时可以看出是圆周运动。

如图，试分析汽车通过凹形桥最低点时汽车对桥的压力仏与速度的关系?三、离心运动1.做圆周运动的物体，在合外力突然消失时，将会怎样?2.如图是物体的离心运动与受力情况的关系图，图中F = 0表示外界提供的向心力为0时，物体沿切线飞出。

请用类比的方法解释另外两种情况。

【学习目标】通过対转弯的火车进行受力分析，结合匀速圆周运动原理说出向心力的來源，能为转弯处的铁路设计提出至少两个合理化建议。

探究主题：火车转弯过程中的圆周运动情景：在实际生活中，火车的轨道在转弯吋外轨都是略高于内轨（如图），并且还规定火车的速度，这样有利于保护铁轨和车轮。

请结合下面信息解决相应问题。

问题1如图所示，为保护铁轨与车轮，若火车转弯时轮缘与铁轨间无挤压，设火车质量为叭轨道平面倾角为试根据力的合成计算向心力。

问题2根据问题1屮的条件月.轨道转弯处半径为r,若你是工程师，你要规定火车以多大的速度行驶才有利于保护铁轨与车轮（用含g,r, 0代数式表示）问题3.若火车实际行驶吋速度大于你规定的速度，轨道的内轨还是外轨更容易受损？判断并说明理由。

生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计第一章：生活中的圆周运动简介1.1 教学目标：了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。

认识圆周运动的特点和基本原理。

1.2 教学内容：圆周运动的概念：圆周运动的定义及其特点。

生活中的圆周运动实例：自行车轮子、旋转门、摩天轮等。

圆周运动的应用：生活中的圆形物品和机械装置。

1.3 教学方法：采用问题导入法，引导学生思考生活中的圆周运动实例。

通过实物展示或图片展示，让学生直观地了解圆周运动的特点。

利用动画或视频资料，展示圆周运动的应用场景。

1.4 教学活动：让学生举例说明生活中的圆周运动，并进行展示。

引导学生观察和分析圆周运动的特点和原理。

组织学生进行小组讨论，探讨圆周运动在生活中的应用。

第二章：圆周运动的基本原理2.1 教学目标：理解圆周运动的基本原理，包括向心力和角速度。

掌握圆周运动的计算方法，如线速度和角速度的计算。

2.2 教学内容：向心力：向心力的概念及其作用。

角速度：角速度的概念及其计算方法。

线速度：线速度的概念及其与角速度的关系。

2.3 教学方法：采用讲解法，向学生讲解圆周运动的基本原理。

通过示例和计算练习，让学生理解和掌握圆周运动的计算方法。

2.4 教学活动：向学生讲解圆周运动的基本原理，包括向心力和角速度的概念。

进行角速度和线速度的计算练习，让学生巩固计算方法。

组织学生进行小组讨论，探讨圆周运动计算在实际问题中的应用。

第三章：自行车轮子的圆周运动3.1 教学目标：了解自行车轮子的结构和工作原理。

分析自行车轮子的圆周运动特点及其对骑行的影响。

3.2 教学内容：自行车轮子的结构：轮子各部分的名称和作用。

自行车轮子的圆周运动特点：线速度、角速度和向心力的计算。

自行车轮子圆周运动对骑行的影响：速度、稳定性和省力性。

3.3 教学方法：采用实物展示法，让学生直观地了解自行车轮子的结构。

利用计算练习，分析自行车轮子的圆周运动特点。

进行骑行体验活动，让学生感受自行车轮子圆周运动对骑行的影响。

高中物理 5.7 生活中的圆周运动导学案新人教版必修5、7 生活中的圆周运动学习目标知识与技能1、会分析匀速圆周运动中向心力的来源。

熟练应用向心力公式和向心加速度公式2、能说出航天器中的失重现象的本质、知道离心运动及其产生的条件，能说出离心运动的应用和防止、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、情感、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、学习重点, 熟练应用向心力公式和向心加速度公式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、学习难点,1、关于对临界问题的讨论和分析、2、对变速圆周运动的理解和处理、预习案：自主学习1、火车转弯处：若内、外轨一样高，火车做圆周运动的向心力是由_________________提供的，由于火车质量太大，靠这种方法得到向心力，极易使___________________受损。

若外轨略高于内轨时，火车转弯时向心力的一部分来源是____________________，这就减轻了轮缘与外轨的挤压。

2、汽车在拱形桥上行驶到最高点时的向心力是由___________________提供的，方向___________，此时汽车对桥的压力FN′_________G（填“>”、“＝”、“<”），汽车行驶到最高点的速度越大FN′就越_________。

汽车在凹形桥上行驶通过桥最低点的向心力是由_______________提供的，方向__________，此时汽车对桥的压力FN′_________G（填“>”、“＝”、“<”）3、航天员随宇宙飞船绕地球作匀速圆周运动时，向心力是________________________提供的；当飞船的飞行速度v＝_____________时，航天员对座舱的压力FN′＝0，此时航天员处于________状态。

生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计第一章：引言1.1 课程导入利用生活中的实例（如旋转门、车轮等）引导学生观察和思考圆周运动的存在和应用。

提问学生对圆周运动的了解和认知，激发学生的好奇心和学习兴趣。

1.2 课程目标让学生了解圆周运动的概念和特点。

培养学生观察生活中的圆周运动现象的能力。

激发学生对圆周运动应用的思考和探索。

第二章：圆周运动的概念与特点2.1 圆周运动的定义解释圆周运动的定义，即物体在固定点或固定轴周围的圆周路径上运动。

强调圆周运动的路径是圆形，中心点是圆心。

2.2 圆周运动的特点介绍圆周运动的速度、加速度和力等物理量的变化特点。

解释圆周运动的周期性、频率和转速等概念。

第三章：生活中的圆周运动实例3.1 车轮运动分析车轮的运动轨迹和特点，解释车轮的圆周运动。

引导学生观察和理解车轮运动与圆周运动的关系。

3.2 旋转门运动分析旋转门的运动轨迹和特点，解释旋转门的圆周运动。

引导学生观察和理解旋转门运动与圆周运动的关系。

第四章：圆周运动的应用4.1 机械设备中的圆周运动举例说明机械设备中圆周运动的应用，如齿轮传动、曲轴等。

引导学生理解和思考圆周运动在机械设备中的作用和重要性。

4.2 交通工具中的圆周运动分析交通工具中圆周运动的应用，如车轮、螺旋桨等。

引导学生理解和思考圆周运动在交通工具中的作用和重要性。

第五章：圆周运动的量化分析5.1 圆周运动的速度和加速度解释圆周运动中的速度和加速度的概念，并引入向心加速度的概念。

引导学生理解和计算圆周运动中的速度和加速度。

5.2 圆周运动的周期和频率解释圆周运动的周期和频率的概念，并介绍它们之间的关系。

引导学生理解和计算圆周运动的周期和频率。

第六章：圆周运动的动力学6.1 向心力介绍向心力的概念，解释它是使物体做圆周运动的必要力。

通过实例和演示，帮助学生直观理解向心力的作用。

6.2 向心加速度解释向心加速度的概念，它是物体在圆周运动中的加速度。

通过数学表达式和实例，让学生理解向心加速度与速度、半径的关系。

5.7生活中的圆周运动姓名: 班级：一．学习目标:知识与技能1．能定性分析火车转弯外轨比内轨高的原因2．能定量分析汽车过拱形桥最高点与凹形桥最低点的压力问题3．知道航天器中的失重的本质4知道离心运动及产生的条件，了解离心运动的应用和防止过程与方法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．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．二．学习过程:课时一1. 火车转弯(1当火车内外轨道高度相同时，转弯所需的向心力由_________________提供；(2当外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向心力由________________提供；当火车实际行驶速度大于设计速度时，其转弯所需的向心力由____________________提供；(3若两轨道间距为d ，外轨比内轨高h ，轨道转弯半径为R ，则此处轨道的设计转弯速度为______________。

2．汽车转弯(1当路面水平时转弯所需的向心力由________________提供，若转弯半径为R ，路面与车轮之间的最大静摩擦为车重的K 倍，汽车转弯的最大速度为____________；(2在高速公路的转弯处，公路外沿设计的比内沿略高，若汽车以设计速度转弯时，汽车转弯的向心力由_______________提供。

思考：试分析摩托车、自行车转弯时向心力的来源。

二、汽车过拱桥问题的研究1．汽车通过拱形桥顶端时，向心力由_____________提供，向心加速度方向______，所以汽车处于_______(填超重或失重状态，车对桥的压力______车的重力；2．汽车通过凹形桥底端时，向心力由_____________提供，向心加速度方向______，所以汽车处于_______(填超重或失重状态，车对桥的压力______车的重力。

生活中的圆周运动导学案生活中的圆周运动导学案学习目标1.学会定性分析火车转弯过程中外轨高于内轨的原因.2.能够定量分析汽车过拱形桥最高点、凹形桥最低点时对桥面的压力,学会用牛顿第二定律分析圆周运动.3.知道航天器中完全失重现象的本质.4.知道离心运动及其产生条件,认识和体会圆周运动中的向心力来源和离心现象.自主探究1.铁路的弯道(1)火车在弯道上做运动,其半径是沿着方向的.由于其质量巨大,所以需要提供很大的力.(2)如果内外轨一样高,则由对轮缘的弹力提供向心力.(3)铁路弯道的特点:①略高于.②铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是.③提供了火车转弯的向心力.（4）当火车以规定的速度Vo行驶时，轨道与轮缘间没有弹力，轮缘与铁轨不会受到挤压磨损，如下情况，哪侧会受到挤压磨损？V>Vo时，轨道与轮缘会受到挤压磨损，VVo时，轨道与轮缘会受到挤压磨损。

2.拱形桥向心力来源(最高点和最低点):汽车做圆周运动,和的合力提供向心力.3.航天器中的失重问题(1)航天器在近地轨道运动①提供向心力,满足关系是,航天器的速度.②对于航天员,由提供向心力,满足关系是.由此可得:FN=0时,航天员处于状态.(2)对失重现象的认识:航天器内的所有物体都处于状态,但是并不是不受重力.小组探究一、铁路的弯道——水平面上的圆周运动观察火车及轨道的模型先独立思考,画图分析,后小组共同讨论下列问题,得到结论1.在平直轨道上匀速行驶的火车,其合力如何?2.在水平轨道上,火车转弯时,其合力方向如何?向心力的来源是什么?水平轨道上转弯会带来什么样的后果?3.如何改进才能够避免或减小这方面的后果?【归纳总结】1.火车转弯过程中,如果内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力.2.如果外轨高于内轨,则当速度达到一定的数值时,可以由重力和支持力的合力提供向心力.二、拱形桥——竖直面内的圆周运动观察汽车过桥的模型,解决下列问题:1.汽车在水平路面上匀速行驶或静止,在竖直方向的受力情况如何?2.汽车过拱形桥到达最高点时,受力情况如何?此时桥对汽车的支持力与汽车所受的重力一样大吗?它们的合外力方向如何,在做什么运动?3.试分析如果汽车的速度不断增大,汽车的受力情况会怎样变化?如果汽车的速度过大会发生什么现象?4.用同样的方法分析汽车过凹形桥最低点的受力情况.5.前面我们曾经学习过超重和失重现象,那么试利用“超重、失重”的观点定性分析汽车在拱形桥最高点和凹形桥的最低点分别处于哪种状态? 【归纳总结】1.汽车过拱形桥时对桥面的压力小于重力.2.汽车过凹形桥时对桥面的压力大于重力.三、航天器中的失重现象观看《神舟十号太空授课》视频后,解决下列问题1.宇宙飞船在做什么运动?2.飞船内的宇航员受力情况如何?他们处于什么状态?【归纳总结】宇宙飞船内的一切物体都处于完全失重状态.四、离心运动1.物体在做圆周运动时,提供向心力的力突然消失,物体会怎样运动?2.如果合力不足以提供向心力,物体又会怎样运动?3.什么是离心运动?有哪些应用?有哪些危害?【归纳总结】1.离心运动：做圆周运动的物体沿切线方向飞出或逐渐远离圆心的运动。

《生活中的圆周运动》教学设计一、教学目标（一）知识目标：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.会分析火车转弯、汽车过桥中的向心力来源，用牛顿第二定律解决相关问题。

3．了解航天器中的失重现象及原因．4.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害.（二）能力目标：1．学会分析圆周运动方法，会分析拱形桥、弯道等实际的例子，培养理论联系实际的能力。

2．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。

3.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。

（三）情感、态度与价值观目标：1．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的意识。

2．体会圆周运动的奥妙，培养学生学习物理知识的求知欲。

二、复习回顾让学生复习回答：1、描述圆周运动快慢的物理量有哪些？2、匀速圆周运动一定是（填匀速或变速）曲线运动，一定具有，需要向心力。

2、向心力的表达式：二、新知探究（一）出示火车转弯的图片，让学生观察，思考并回答：1、火车在水平轨道（内外轨道一样高）上转弯时，所需的向心力由谁提供？有什么危害，怎样解决？2、火车轨道内低外高拐弯时的受力分析，向心力的来源。

3、总结：(1)若转弯时内外轨一样高，则由______对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损．(2)内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由_____和______的合力提供.火车转弯规定速度：v=3、思考：火车行驶速度大于规定的速度时，是外轨还是内轨受到挤压易受损？小于规定的速度呢？学以致用:例1火车在半径r＝900 m的弯道转弯，火车质量为8×105kg，轨道宽为l＝1.4 m，外轨比内轨高h＝14 cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？(g取10 m/s2)（在角度很小时，tanα≈sinα）思考：汽车在水平路面转弯做圆周运动时，也需要向心力，问这个向心力由什么力提供的？提示:若不发生侧滑，则由静摩擦力提供；若发生侧滑，则是滑动摩擦力。

5.7《生活中的圆周运动》导学案寄语：你热爱生命吗？那么别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。

【学习目标】1、能定性分析火车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。

3、知道航天器中的失重现象的本质。

4、知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。

5、会用牛顿第二定律分析圆周运动。

【学习重点】1、理解向心力是一种效果力。

2、在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题。

【学习难点】1、具体问题中向心力的来源。

2、关于对临界问题的讨论和分析。

【复习回顾】1、做匀速圆周运动的物体线速度、向心加速度和向心力有什么特点？2、做匀速圆周运动的物体的向心力向心力的表达式是什么？3、向心力是一种实际存在的力吗？【新课学习】生活中的圆周运动随处可见，骑自行车转弯时是圆周运动，转弯时，要让自行车适当倾斜；高速公路和赛车道转弯处要修成外高内低的路面；速滑运动员在转弯处要使自己的身体倾斜较大的角度才能安全通过弯道。

游乐园中的过山车，为什么要疯狂的冲到最高点？这些圆周运动的向心力使如何产生的？运动速度与轨道半径有什么关系呢？通过本节的学习，我们就会有定性的了解。

（一）、火车转弯问题自主学习：(1)内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由_____________力提供。

(2)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。

交流与讨论：1、如图示,若车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大? （内外轨高度差h 、内外轨间距L及转弯半径R已知）2、讨论：（1）当v=v0，F向F合内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。

（2）当v>v0，F向F合外轨道对外侧车轮轮缘有弹力。

（3）当v<v0，F向F合内轨道对内侧车轮轮缘有弹力。

拓展应用:1、解释下列现象：（1）、汽车在水平面内转弯是什么力提供向心力？（2）、为什么高速公路弯道处外高内低，超速车道比主车道更倾斜？（3）、飞机要在空中实施水平转弯，应该怎样飞行？（二）、拱形桥自主学习:1、如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？2、汽车过拱形桥最高点时受到什么力的作用？什么力提供汽车做圆周运动的向心力？交流与讨论:1、若汽车质量为m，在最高点时速度大小为v，拱形桥的半径为R，试分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力的大小。

§5.7 生活中的圆周运动★学习目标1．理解向心力是做圆周运动的物体沿半径方向的合外力。

2．通过日常生活中常见的例子，会分析具体问题中的向心力的来源。

3．能运用匀速圆周运动的规律分析和处理生活中的具体事例。

★重点难点重点：学会分析具体问题中的向心力的来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题。

难点：对变速圆周运动的理解和处理。

★知识链接1． 做圆周运动的物体受到的合外力为零吗？为什么？2．物体做匀速圆周运动什么力提供向心力？物体做变速圆周运动什么力提供向心力？3．向心力是一种实际存在的力吗？向心力有什么样的作用效果？★教学过程知识点一：铁路的弯道问题1．火车在平直轨道上前进时受到几个力的作用？这几个力 之间有什么关系？重力G 、支持力N F 、牵引力F 、摩擦力f 。

N F G 。

若加速 前进，F f ；若减速前进，F f ；若匀速前进，F f 。

问题2．如果铁路弯道的内外轨一样高，火车转弯时（做圆周运动） 受到几个力的作用？什么力提供向心力？重力G 、支持力N F 、外轨对轮缘的弹力F 、牵引力F 、摩擦力f 。

外轨对轮缘的弹力F 提供向心力。

问题3．如果火车在内外轨等高的水平轨道上高速转弯，可能会带来什么后果？火车质量太大，速度又很高，靠外轨对轮缘的弹力F 提供向心力，会使轮缘与外轨间的相互作用力太大，两者剧烈摩擦，火星四溅，铁轨和车轮极易受损，甚至导致道钉松动，轨道变形，致使火车颠覆，发生严重事故。

如果你是铁路工程师，你会怎样设计铁路的弯道？请提出可行的方案，并画出受力示意图，加以定性说明。

★导入新课1．铁路弯道的特点： （1）外轨略高于内轨。

（2）弯道所在的平面水平。

（并非翻滚过山车的轨道）（3）铁轨对火车的支持力N F 不是竖直向上，而是垂直于铁轨指向弯道的内测，它与火车的重力G 的合力指向圆心，为火车提供一部分向心力，减轻了轮缘对外轨的挤压。

适当设计内外轨的高度差，火车以规定的速度行驶时，转弯需要的向心力几乎完全由支持力和重力的合力提供。

《5. 7 生活中的圆周运动》第1课时导学案主备人：张西永审核：王兆义授课时间：班级：姓名：【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4．通过实际演练，在巩固知识的同时，领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功乐趣，提高在生活中的应用物理的意识【学习重点】会分析向心力来源并通过向心力公式解决有关圆周运动的实例【学习难点】对向心力的准确理解及有关临界问题的分析自主学习1．火车转弯时实际是在做__________，因而具有___________．2．在修筑铁路时，要根据转弯处__________和规定的________，适当选择内外轨的________，使转弯时所需的________完全由重力G和__________的合力F来提供(如图所示)．这样，外轨就不受____________．3．在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由________________________提供的，如果转弯时速度过大，所需向心力F 大于________________________，汽车将做________而造成交通事故．因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过__________．请同学们阅读课本于课前完成本部分内容新知探究探究1 火车转弯【问题情景1】仔细观察教材26页图5.7-1、5.7-2 和5.7-31．在平直轨道上匀速行驶的火车：火车受几个力作用？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．2．了解车轮构造，思考火车转弯时是如何获得向心力的? ＿＿＿＿学习札记1．如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．2．如果汽车匀速通过拱形桥顶时，汽车受到哪些力的作用？什么力来提供汽车做圆周运动向心力？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．3．桥面受到的压力如何？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．【问题情景4】质量为m的汽车在凹形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R．1．如果汽车匀速通过凹形桥顶时，汽车受到哪些力的作用？什么力来提供汽车做圆周运动向心力？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．2．桥面受到的压力如何？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿【案例探究3】一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形，汽车以l0m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？。

生活中的圆周运动【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4．通过实际演练，使学生在巩固知识的同时，领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功乐趣．培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，提高在生活中的应用物理的意识。

【教材解读】1．举出几个在日常生活中遇到的物体做圆周运动的实例，并说明这些实例中的向心力来源。

自行车（或摩托车）、汽车转弯。

地面对自行车（或摩托车）、汽车有指向内侧的静摩擦力，这个静摩擦力提供自行车转弯时所需的向心力；2．火车转弯时所需的向心力的来源怎样？3．定量分析火车转弯的最佳情况．①受力分析：②动力学方程③讨论当火车实际速度为v时，可有三种可能，当v＝v0时，当v＞v0时，当v＜v0时，4．汽车过拱桥桥顶的向心力如何产生？方向如何？5．定量分析汽车过拱桥桥顶情况．详细见课本P57，如图【案例剖析】例1. 如图6-8-3所示，一质量为m的小球做半径为R的圆锥摆运动，已知细线和竖直方向的夹角为θ，则小球做匀速圆周运动所需的向心力多大？小球做匀速圆周运动的速度是多大？例2.汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面，如图6-8-4 所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？例3.小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图中的θ（小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角）与线速度v、周期T的关系。

（小球的半径远小于R）【知识链接】过山车中的物理知识过山车是一种项富有刺激性的娱乐工具。

那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。

人们在设计过山车时巧妙地运用了物理力学上圆周运动知识。

如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的圆周运动效果，那感觉真是妙不可言。

过山车的小列车起初是靠一个机械装置的推力推上轨道最高点的，然后列车开始没直线轨道向下加速运动，进入与直线轨道相切圆形轨道时过山车突然沿轨道向上转弯，这时，乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉，事实上，在圆形轨道上由于重力和铁轨对过山车弹力提供了向心力。

5.7 生活中的圆周运动【学习目标】 1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因，能定量分析汽车过拱桥最高点和凹桥最低点的压力问题，知道航天器的失重现象和离心运动。

2.学会分析圆周运动的方法，培养理论联系实际的能力，能用所学知识分析和处理生产和生活中的具体实例。

3.积极投入，全力以赴，领略圆周运动的奥妙，培养学习物理的兴趣。

重点：1.理解向心力是一种效果力。

2.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：1.具体问题中向心力的来源。

2.对变速圆周运动的理解和处理。

【使用说明 学法指导】1.通过回忆、讨论.查找解决知识准备中的各问题，在此基础上结合教材助读设置的问题去阅读教材的内容，完成预习自测。

2.独立完成，计时30分钟。

I .知识准备1.匀速圆周运动的特点及条件是什么？与变速圆周运动的区别？2.向心力的产生，其作用效果是什么？ II .教材辅助 1.火车转弯火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？是由轮缘和外轨的挤压产生的外轨对轮缘的弹力提供向心力，由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。

所以，实际的弯道处的情况，如图： a .外轨 内轨。

b.此时火车的支持力F N 的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。

c.此时 的合力提供火车转弯所需的向心力。

d.转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由 来提供——这样外轨就不受轮缘的挤压了。

2.汽车过拱桥和航天器中的失重问题 如图，若汽车在拱桥上以速度v 前进，桥面的圆弧半径为R ，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？解析：第一步：请在右图上对车受力分析（竖直方向） 第二步：列方程 第三步：求支持力N 第四步：由牛顿第三定律求压力N ＇如果把地球看成是一个巨大的拱形桥，当飞船的速度v 为 时，座舱对航天员的支持力为0，航天员处于 状态。

生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计一、教学目标1. 让学生了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。

2. 使学生掌握圆周运动的基本公式和特点。

3. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 圆周运动的概念：圆周运动是指物体在圆周路径上的运动。

2. 圆周运动的基本公式：v = 2πr/T，其中v表示线速度，r表示圆周半径，T 表示运动周期。

3. 圆周运动的特点：速度大小不变，但方向不断变化；加速度方向始终指向圆心。

4. 生活中的圆周运动实例：自行车轮子、摩天轮、地球自转等。

三、教学重点与难点1. 重点：圆周运动的概念、基本公式及特点。

2. 难点：圆周运动在实际生活中的应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生发现生活中的圆周运动现象。

2. 利用多媒体演示，帮助学生形象地理解圆周运动的特点。

3. 实例分析法，让学生通过观察和分析实际例子，掌握圆周运动的应用。

五、教学过程1. 导入：引导学生关注生活中的圆周运动现象，如自行车轮子、摩天轮等。

2. 新课导入：介绍圆周运动的概念及其基本公式。

3. 课堂讲解：讲解圆周运动的特点，分析实例，让学生体会圆周运动在生活中的应用。

4. 课堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。

5. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，提出拓展性问题，激发学生的学习兴趣。

教学评价：通过课堂讲解、练习及拓展性问题，评价学生对圆周运动的理解和应用能力。

六、教学活动1. 实例分析：分析自行车骑行过程中的圆周运动，如车轮转动、把手转动等。

2. 小组讨论：让学生分组讨论生活中遇到的圆周运动现象，并分享给其他小组。

3. 问题解决：引导学生运用圆周运动的基本公式解决实际问题，如计算自行车轮子的线速度。

七、课堂练习1. 填空题：填空完成圆周运动的基本公式。

2. 选择题：判断生活中的运动是否为圆周运动。

3. 计算题：计算自行车骑行过程中，车轮的线速度和角速度。

八、教学反思1. 教师反思：回顾本节课的教学内容，思考是否清晰地讲解了圆周运动的概念和应用。