资源简介

生活中的圆周运动
一、教学目标
1.物理观念
(1) 会分析火车转弯、汽车过拱形桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的问题;
(2) 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。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点：具体问题中向心力的来源。
教学难点：具体问题中向心力的来源尤其是火车转弯问题。
三、教学分析
本节是人民教育出版社物理必修第二册第六章第四节，本节旨在通过丰富的实例，让学生通过受力分析、运动分析建立圆周运动模型，再运用牛顿运动定律和圆周运动知识求解生活中的一些具体问题。
教材选择了与生活联系紧密，学生易于观察的火车转弯、汽车过拱形桥和凹形桥等例子，另外，教材还分析了航天器中的完全失重状态以及离心运动现象。既有水平面内的匀速圆周运动，又有竖直面内的匀速圆周运动，能吸引学生观察和探究的浓厚兴趣。从地上的圆周运动，到天上的圆周运动，即帮助学生感受物理规律的统一性，也为下一章做了铺垫
四、教学过程
活动1【导入】教学活动
引入新课
教师活动:复习匀速圆周运动知识点(提问)
描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系。
匀速圆周运动的特征
合力就是向心力,产生向心加速度只改变物体速度的方向,方向始终指向圆心;
速度大小不变,方向时刻改变;
加速度大小不变,方向时刻改变;大小:
匀速圆周运动的物体力学特点合力是向心力,向心力是怎样产生的 分析以下几种情况的受力情况。
活动2【讲授】讲授
教师用多媒体展示火车车轮和铁轨的基本形状.
提问火车在转弯时,若内外轨是相平的,火车做圆周运动的向心力从哪来
引导学生对火车受力分析,得到在水平面内做圆周运动,所需向心力是由铁轨与车轮之间的挤压力提供。
教师用多媒体展示例题:
例1、火车速度为108km/h,弯道的半径R=900m,火车的质量m=8×105kg,转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大 通过例题的计算让学生体会到这个是非常大的。
活动3【活动】火车转弯
让学生观看火车转弯的视频,思考讨论火车转弯时的运动平面在哪 然后然学生求出火车对内外轨道均无挤压时速度大小。
活动4【活动】火车转弯
提出问题:若火车实际转弯速度大于v,轮缘会与哪侧轨道挤压
若火车实际转弯速度小于v,轮缘会与哪侧轨道挤压
先由学生讨论再给结果。
活动5【活动】凹凸型桥
从火车转弯过渡到汽车转弯,通过图片展示进一步让学生明白转弯时的运动平面,同时通过问题:汽车在凹凸不平的路面上行驶,在什么位置更容易爆胎把学生引到竖直平面类的圆周上来。学生已经预习,对教材上的内容已经很熟悉,让学生讨论后请同学来解释为什么在低洼处容易爆胎,实现模型的迁移应用。同时分析车在凹形桥的底端处于超重状态,在凸形桥的顶端处于失重状态。
活动6【讲授】太空失重
分析车在凸形桥的顶端处于失重状态,当汽车行驶速度越大,汽车对桥面的压力越小。压力FN为零。处于完全失重状态。车会飞起来。现在不断把桥放大,想象成一个地球,凸面的半径就是地球半径r, 车飞离地球,成为地球的一个航天器,进一步分析出坐在车里的人也处于完全失重状态。再让学生观看视频,了解绕地球做圆周运动的航天器中的完全失重。
活动7【讲授】离心现象
教师多媒体展示问题:汽车转弯时如果速度太快,超过与地面的最大静摩擦力,车会侧翻,原因在哪
学生思考:由于静摩擦力不能提供足够的向心力,汽车就会侧翻远离圆心。
教师总结:做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失,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。
教师用多媒体向学生展示日常生活中的各种离心现象,例如制作棉花糖等等。并让学生总结出物体做圆周运动、离心运动、向心运动的条件。
设计意图:通过对离心现象的讨论,使学生更加熟练圆周运动的研究方法,对向心力的认识更加清晰,也进一步开阔的学生的思维
板书设计
生活中的圆周运动
火车转弯
重力G和支持力FN的合力来提供火车转弯时所需的向心力。
二、汽车过桥问题
1.拱形桥：FN=mg-mv2/R2.凹形桥：FN=mg+mv2/R>mg，超重
三、航天器中的失重现象
四、离心运动
1、离心运动：在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时F2、条件：0≤F合＜mω2r3、离心运动的应用
4、离心运动的危害和防止

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