资源简介

5.7
生活中的圆周运动
教案
一.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)通过对几个圆周运动的实例分析，掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法；
(3)培养学生分析问题，解决问题的能力及将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
二.教学重点:
(1)分析匀速圆周运动中向心力的来源；(2)熟练应用向心力公式和向心加速度公式。
三.教学难点:
（1）在具体问题中分析向心力的来源，尤其火车转弯问题中；（2）掌握处理圆周运动中特殊点的方法。
四．教学方法：
引导法
讲授法
讨论法
分析归纳法
五．教具：
导学案
六.教学过程
让学生提前阅读课本第26,27页内容，并填写导学案中空出的内容。（讨论的部分可以暂不填）
1.复习旧知
上节课我们学习了向心力,那么首先我们来回顾一下匀速圆周运动中向心力的定义、方向、表达式、来源及向心加速度和切向加速度对速度的影响，然后提问学生回答后与学生一起回顾向心力的求解过程。
【过渡】这节课我们就来学习生活中圆周运动的实例分析。即第7节
生活中的圆周运动。（板书）
本节主要包括两个内容：一是汽车过桥问题；二是火车转弯问题。（板书）
2.新课教学
A.
汽车在桥上对桥的压力问题
引入：汽车过桥是生活中常见的现象，那么我们来分析一下汽车通过桥时对桥的压力问题。
提问学生：汽车在水平路面上匀速行驶或静止时受力问题和汽车过凸型桥与凹型桥时做什么样的运动？
1）【过渡】那么汽车在凸形桥的最高点时对桥的压力是怎样的？
提问学生：【思考并回答】的四个问题。引导学生：分析受力情况，逐步求得桥面所受的压力。
主要让学生体会并掌握求解向心力过程：
a.确定研究对象；b.
分析受力情况；c.找圆心；
d.确定合力即向心力的方向；e.列方程，得结论。
结论：汽车在凸形桥的最高点时受重力，桥给车的支持力，所以向心力就是这两个力的合力提供。因为圆心在下方，则有F合=mg－FN
=。又因牛顿第三定律：FN=
FN’则FN’=mg-，则汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于重力。汽车处于失重状态。（板书）
学生讨论：接下来的三个问题。然后提问学生讨论结果。
老师引导分析：得出V↑时FN’减小；当FNmin’
=0时v＝
；小车会“飘离”桥面。若V>
V0，小车会飞出去做平抛运动。
2）【过渡】那么汽车在凹形桥的最低点时对桥的压力又是怎样的？
有了对凸型桥的分析过程，让学生自己分析汽车在凹形桥的最低点时对桥的压力。
提问学生：【思考并回答】与【讨论】部分。
答案：汽车在凹形桥的最高点时：受重力，桥给车的支持力，所以向心力就是来自于这两个力的合力。因为圆心方向向上，所以有F合=FN
-mg=。又FN=
FN’则FN’=mg+
；则汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力大于重力；汽车处于超重状态。当V↑时FN’增大。
3）【过渡】有了汽车在凸、凹形桥的特殊点时对桥的压力问题分析后，我们再来看看火车转弯问题。
B.对于火车转弯问题：（先提问学生，后引导分析）
1）让学生观察火车轮缘和铁轨的外形图1.
提问学生：
火车转弯时的运动特点，若内外轨等高，谁提供向心力？有何弊病？
教师引导分析：火车在转弯过程中做圆周运动，那么火车就有一个向心力的存在。若铁路弯道的内外轨道一样高，则外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力。因火车质量太大，则铁轨和车轮极易受损。
解决办法：外轨高，内轨低。适当选择内外轨道的高度差。
教师引导分析讲解：计算得出火车行驶的安全速度：v0＝=
v0＝
2）学生讨论：在转弯处，火车行驶的速率与规定速度在不同条件下，不同轨道受到的车轮对它的压力，提问学生讨论结果：老师引导分析得出结论。
C.由于时间关系
课本28页
“说一说”
作为课后思考题。下节课上课时找学生回答。
七．教师口头小结
后做达标基训与达标提升练习题
八.作业布置
课后“问题与练习”
第2.4题
九.板书设计：
5.7
生活中的圆周运动
一.汽车过桥
二.火车转弯
（1）汽车在凸形桥的最高点
1）若内外轨等高：外轨对轮缘的弹力提供向心力
受力：G和FN，合力提供向心力
解决办法：适当选择内外轨道的高度差,外高内低
向心力F=mg－FN
=
2）
规定速度：因
F合
=
FN=
mgtanθ=
FN=
FN’
=mg-
（失重）
则
v0＝=
v0＝
同理（2）汽车在凹形桥的最低点(略)
v>
v0：外轨受到车轮对它向内的压力
v<
v0，内轨受到车轮对它向外的压力

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