匀速圆周运动的实例分析教案34-厦门第二中学.DOC

鲁科版必修二 物理第四章第三节 向心力的实例分析 厦门第二中学物理组 叶治和 PAGE PAGE 3 高中物理必修二 第四章第三节 向心力的实例分析 三维目标 一、知识与技能 1、在具体问题中分析向心力的来源,并能结合具体情况求出与之相关的物理量。 2、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识。 3、培养学生应用向心力知识分析两种圆周运动模型，并解决实际问题的能力。 二、过程与方法 1、通过对匀速圆周运动的实例分析，将物理理论与实际相联系，提高学生的分析和解决实际问题的能力。 2、运用启发式问题激发学生的求知欲和探索动机；锻炼学生观察、分析、抽象、建模的能力，更好的从物理学的角度认识生活。 三、情感态度与价值观 1、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。 2、在实例分析中使学生大胆发现，大胆讨论，用于发表自己的观点。 3、培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识。 教学重点： 1、向心力是一种效果力，如何确定向心力的来源。 2、掌握应用向心力知识分析圆周运动模型的一般步骤和方法 难点：两种圆周运动模型；临界问题的处理。 教学课时：1课时 教学方法：讲授、讨论、分析、推理、归纳 教学用具：实物模型，课件，多媒体辅助工具，视频 教学过程 （一）引入新课 结合本校实际，展示图片，介绍从鼓浪屿到五缘湾的道路情况，为后面的课程提出中心线索。 （二）新课教学 实例一、汽车过弯 观看视频：汽车转弯并翻车（分段分析） 汽车在平直公路上开，练习受力分析 汽车在弯道上以恒定速度转弯时的受力分析 如果速度过快则摩擦力不足以提供向心力，翻车 讨论：(1)潮湿路面或者路面有沙粒易出现交通事故，原因：_________________ (2)急弯易出现交通事故，原因_____为提高安全性能，必须_____________ 实例二、火车过弯 汽车如此，那么我们扩展一下，看看火车过弯又是如何的呢？ 火车与汽车之间有什么共同之处，有什么不同之处。 引导语：先来认识一下和火车在转弯有关的一些事物，结合图片介绍火车上相关部件的名称：轮缘，外轨，内轨。 1、展示火车模拟图，分析火车在平直铁轨上的受力情况 αGNF2、 α G N F 3、为了避免铁轨受损，那么可以怎么做呢？ 设火车质量为M ，火车转弯时，内外轨道倾角为α，半径为R转 弯，那么当轮缘与内、外轨都没有挤压时，火车受力情况如何？ 火车做圆周运动的向心力由谁提供？火车的速度是v0多少？ 得出结论： 讨论：若火车转弯时的速率v＞v0，火车的轮缘与内轨还是外轨产生 挤压？若火车转弯时的速率v＜v0，火车的轮缘与内轨还是外轨产生挤压？ 实例三：竖直平面内的圆周运动 刚才我们分析了车辆在水平面内的圆周运动的问题，那么竖直面内的圆周运动如何分析呢？ 离我们学校不远有一座桥，叫五缘大桥，它是一座凸桥。我们把这座凸桥抽象成一个半圆（展示图片） 车的质量为m： （1）分析车静止在最高点时的受力情况 （2）车以速率v0该桥上匀速行驶，分析车在最高点时的受力情况，这辆车在这时做的是圆周运动，那么向心力由谁提供呢？ （3）向心力为多大？这时车对桥的压力为多大？ 讨论一：如果是凹桥情况如何？ （1）分析车静止在最低点时的受力情况 （2）车以速率v0该桥上匀速行驶，分析车在最低点时的受力情况，这辆车在这时做的是圆周运动，那么向心力由谁提供呢？ （3）向心力为多大？这时车对桥的压力为多大？ 讨论二：将凸桥和凹桥连接起来，就成了凹凸不平的路面。由上可知，汽车通过凸处的最高点和凹处的最低点，当汽车的速率不断增大时，路面受到的压力如何变化？是突起的路面容易损坏呢？还是凹陷的路面容易损坏？ 实例四：水流星问题的实例分析 请一位同学到讲台上演示水流星。 分析：(1)为了水流星水不滴下，在最高点时速度该大些还是该小些？ (2)为了水流星的水在最高点时受力情况如何？ (3)要过最高点速度至少为多大? 上述过程中水流星虽然不是做匀速圆周运动，但我们仍然使用了匀速圆周运动的公式。原因是向心力和向心加速度的关系是一种瞬时对应关系，即使是变速圆周运动，在某一瞬时，牛顿第二定律同样成立，因此，向心力公式照样适用。 （三）、课堂小结 1、两类实例：水平面内的圆周运动，竖直平面内的圆周运动。 2、解圆周运动问题的一般步骤： （1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。 （2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。 （3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力共式列方程。 （4）解方程，对结果进行必要的讨论。 （四）、布置作业：课后探究 课本作业：