生活中的圆周运动教案.doc

5.8生活中的圆周运动 一．教学目标 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，它就是圆周运动的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源． 2．能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例． 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．培养学生的应用实践能力和思维创新能力． 2．运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机． 3. 通过对实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析． 二．教学重点和难点 教学重点 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． 教学难点 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． 3．对变速圆周运动的理解和处理． 三．课时安排 1课时 四．教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学过程 导入新课 课件展示自行车赛中自行车在通过弯道时的情景。根据展示可以看出自行车在通过弯道时都是向内倾斜，这样做的目的是什么？赛场有什么特点？自行车手经过弯道时没有减速，火车在经过弯道时也没有减速，那么我们如何来保证火车的安全呢？ 推进新课 一．铁路转弯 师：(多媒体课件) 展示观察铁轨和火车车轮的形状并模拟在平直轨道上匀速行驶的火车，提出问题： 1．火车受几个力作用? 2．这几个力的关系如何? 生：火车受到4个力的作用，各为两对平衡力，即合外力为零． 师：对，火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力．且四个力合力为零，其中重力和支持力的合力为零，牵引力和摩擦力的合力为零． 师：过渡；那火车转弯时情况会有何不同呢? 多媒体课件：模拟平直轨道火车转弯情形．提出问题： 1．转弯与直进有何不同? 2．画出受力示意图，并结合运动情况分析各力的关系． 生：转弯时火车的速度方向在不断变化，故其一定有加速度，其合外力一定不为零． 师：对，转弯时合外力不为零，即需要提供向心力，而平直路前行不需要．那么火车转弯时是如何获得向心力的?进一步受力分析得：需增加的一个向心力(效果力)，由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供． 师：提出问题：挤压的后果会怎样? 生：由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大．这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨容易损坏，轨缘也容易损坏． 师：(设疑引申)那么应该如何解决这一实际问题?结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明． [交流与讨论] 学生发挥自己的想象能力，结合知识点设计方案．结合受力图发表自己的见解…… 师：刚才同学们交流和讨论得非常热烈、充分，方案设计得也很好，下面我们择其一的示意图来共同分析、说明． 投影学生的受力图，进行定性分析；如图l所示，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的． 强调说明：向心力是水平的． （1）当时 内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力． （2）当时 外轨道对外侧车轮轮缘有压力． （3）当时 内轨道对内侧车轮轮缘有压力． 要使火车转弯时损害最小，应以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力． 二．拱形桥 播放录像，交通工具(自行车、汽车等)过拱形桥． 投影问题情境：质量为m的汽车在拱形桥上以速度行驶，若桥面的圆弧半径为，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力． 师：通过分析，你可以得出什么结论? 生：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力：由牛顿第三定律求出桥面受到的压力． F’N=G— 可见，汽车对桥的压力F’N小于汽车的重力G，并且压力随汽车速度的增大而减小． 师：请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大．当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象? 生：把 F’N=0代人上式可得，此时汽车的速度为，当汽车的速度大于这个速度时，就会发生汽车飞出去的现象．这种现象我们