生活中的圆周运动.docx

1、生活中的圆周运动生活中的圆周运动课 题第7节生活中的圆周运动授课班级课型主备人授课人授课时间课时2教 学 目 标知识目标1.在变速圆周运动中，能用向心力和向心加速度的公式求最高点 和最低点的向心力和向心加速度。2.会在具体问题中分析向心力的来源。能力目标1.通过向心力的实例分析，体会向心力的来源，并能结合具体情 况求出相关的物理量。2.关注匀速圆周运动在生活生产中的应用。情感态度价值观1.通过解决生活、生产中圆周运动的实际问题，养成仔细观察、 善于发现、勤于思考的良好习惯。2.通过教师的引导，让学生知道超速行车对自己和社会的危害， 增强学生的安全意识和法律意识。教学重点1.掌握匀速圆周运动的向

2、心力公式及与圆周运动有关的几个公式；2 能用上述公式解决有关圆周运动的实例。教学难点理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提 供的，而不是一种特殊的力。教学方法教授法教学准备看教材，查资料，制作课件教 学 过 程教 学流程 教学过程拓展第一课时【引入新课】教师活动：复习匀速圆周运动知 识点。提问：1.描述匀速圆周运动快慢 的各个物理量及其相互关系。2.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v2 2 4兀2 r指向圆心；速度大小不变，方向时刻改变;F =m mrw m2r T加速度大小不变，方向时刻改变；大v2 2 4 兀2r小:a r

3、w 2r T2师：学以致用是学习的最终目的， 在生活中有很多的圆周运动。课件展 示：赛车转弯、过山车、航天员，本节 课通过几个具体实例的探讨来深入理解相关知识点并学会应用。【新课教学】一.水平面内的匀速圆周运动（火车转 弯问题）观看火车过弯道的影片和火车车 轮的结构的系列图片，请学生注意观 察。问题1:请根据你所了解的以及你 刚才从图片中观察到的情况，说一说 火车的车轮结构如何？轨道结构如 何？（轨道将两车轮的轮缘卡在里 面。）问题2：如果内外轨一样高，火车 转弯时做曲线运动，所受合外力应该 怎样？需要的向心力有那些力提供。问题3：火车的质量很大，行驶的 速度很大，如此长时间后，对轨道和 列车

4、有什么影响？如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢？（当内外 轨一样高时，铁轨对火车竖直向上的 支持力和火车重力平衡向心力由铁轨 外轨的轮缘的水平弹力产生.这种情 况下铁轨容易损坏.轮缘也容易损坏） 探究活动：再次展示火车转弯时 候的图片，提醒学生观察轨道的情况。分析：当外轨比内轨高时，铁轨 对火车的支持力不再是竖直向上，和 重力的合力可以提供向心力，可以减 轻轨和轮缘的挤压。最佳情况是向心 力恰好由支持力和重力的合力提供， 铁轨的内、外轨均不受到侧向挤压的 力。1.受力分析：如图所示火车受到的支持力和重力的合力的水平指向圆心，成为使火车拐弯的向心力。2.动力学方程：根据牛顿第二定2律得：mg

5、 ta = m Vor其中r是转弯处轨道的半径，是 使内外轨均不受力的最佳速度。3.分析结论：解上述方程可知v0 = rgtane。可见，最佳情况是由Vo、r、 0共同决定的。当火车实际速度为V时，可有三 种可能；当V=vo时，内外轨均不受侧向 挤压的力；当VAvo时，外轨受到侧向挤 压的力（这时向心力增大，外轨提供 一部分力）；当 vvVo时，外轨受到侧向 挤压的力（这时向心力减少，内轨提 供一部分力）。教师提问：那么如果汽车是在水 平公路上拐弯时，做圆周运动的向心力又是由什么力提供的呢？学生思考后可以得到：此时的向 心力是由静摩擦力提供。教师：因为静摩擦力有一个最大 值，即最大静摩擦，如果

6、汽车转弯时 速度过大，那么它做圆周运动所需要 的向心力就会超过最大静摩擦（即摩 擦力不足以提供向心力），现在汽车将 怎么运动？学生思考与讨论后可以得出：此 时汽车将向弯道外侧滑行，就会冲出 弯道。汽车冲出路面，就会造成很多交 通事故，对他人和自身的生命财产安 全都会造成不可估量的损失，所以同 学们以后骑车或是开车的时候一定不 能超速行驶，走路的同学也尽量别走 弯道的外侧。例题：铁路转弯处的圆弧半径是 1435m内外轨的间距为1.435m规定 火车通过这里的速度是 72km/h，内外 轨的高度差应为多少才能使轨道不受 轮缘的挤压？总结：物体在水平面的匀速圆周 运动，从力的角度看其特点是合外力 的

7、方向一定在水平方向上，由于重力 方向在竖直方向，因此物体除了重力 外，至少再受到一个力，才有可能使 物体产生在水平面匀速圆周运动的向 心力.思维拓展极其应用：还有哪些实 例和这一模型相同？自行车转弯，高 速公路上汽车转弯、特技摩托表演（视 频简单演示）等等。第二课时二.竖直平面内的圆周运动（最高点和 最低点）（展示图片 拱形桥 凸形桥 平 直桥）通过提问，弓I导学生进入状态。问题1:如果汽车在水平路面上匀 速行驶或静止时，在竖直方向上受力 如何？ 如果汽车在拱形桥顶点静止 时，桥面受到的压力如何？问题2:如果汽车在拱形桥上，以某 一速度v通过拱形桥的 丄附最高点的时候，桥面受到、 的压力如何？

8、 G引导学生分析受力情况，并逐步 求得桥面所受压力。2F 二G -F, =mvR2二 F, =G _m出R问题3:根据上式，结合前面的问 题你能得出什么结论？A.汽车对桥面的压力小于汽车的 重力mgB.汽车行驶的速度越大，汽车对 桥面的压力越小。问题4:试分析如果汽车的速度不 断增大，会有什么现象发生呢？当速度不断增大的时候，压力会 不断减小，当达到某一速度时，汽车 对桥面完全没有压力，汽车“飘离” 桥面。问题5:如果汽车的速度比临界更 大呢？汽车会怎么运动？汽车以大于或等于临界的速度驶 过拱形桥的最咼点时，汽车与桥面的 相互作用力为零，汽车只受重力，又 具有水平方向的速度的，因此汽车将做平抛

9、运动vG问题7:如果是凹形桥， 汽车行驶在最低点时，桥 面受到的压力如何？2F 二F - G =mvR2” f =G +mlR问题8:前面我们曾经学习过超重和失重现象，那么试利用“超、失重” 的观点定性分析汽车在拱形桥最高 点，凹形桥的最低点分别处于哪种状 态？总结：物体在竖直面的圆周运动, 要求掌握的是在最高点和最低点的情 况，从力的角度看：在最低点，物体 除了重力外，还必须受到一个竖直向 上的压力.在最高点，重力可以提供2 _ 同心力，即：mg=吟， vo =V0是最咼点的临界速度（可以是最大 值，也可以是最小值），根据在最咼点 接触物体的特点，可能再提供竖直向 上的力，也可能再提供竖直向

10、下的力， 要具体情况具体分析。教师：因为现在，骑摩托车和电 动车上学的同学很多，大家思考一下, 如果我们骑车速度过快通过拱形桥的 时候会出现什么情况？学生：车会飞起来教师：那么我们骑车的同学是靠 什么来控制这个车的呢？如果这个车 在天上飞了，你还能让他拐弯或者减 速吗？学生：通过思考和讨论，可以得 出结论，之所以能控制车，是因为有 车轮了地面的摩擦力，如果汽车飞起 来了，那么就无法控制汽车或摩托车了。教师：不能控制车的话，那将是 很危险的，并且我们的路面并不是完 全的平直的，很多看上去很平的路面 其实也会有突出或是凹陷的地方，就 相当于很多拱形桥或凹形桥，如果骑 车速度过大，那么我们的车很可能就 会离开地面，不受控制，很容易撞伤 或是撞死自己和别人，对我们的生命 财产安全带来极大地威胁，所以我们 一定要遵守交通法律法规，不能超速 行驶。一、 航天器中的失重现象二、 离心运动课堂小结布置作业板书设计课后反思