《生活中的圆周运动》名师教案 (1).docVIP

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5.7生活中的圆周运动

河南省南阳市第五中学刘倩

一、核心素养

通过《生活中的圆周运动》的学习过程，从物理学角度分析生活中的实例，让学生认识到物理离不开生活，生活离不开物理分析。将摆式列车等科技前沿的资料带给学生，激发学生用科学知识建设祖国的学习热情。

二、教学目标

1、巩固向心力和向心加速度的知识。

2、会在具体问题中分析向心力的来源。

3、会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题。

三、学情分析

在这节课之前，学生已经学习了圆周运动的相关知识，了解了向心加速度和向心力。但在处理具体问题时障碍还很大：不能主动利用牛顿第二定律，认为向心力是额外附加的力。这都需要在这节课加以突破。对于高一这个阶段的学生，思维习惯中形象思维占的比例还很大，逻辑思维的能力有待提高。所以还需要多借助实物模型，视频等帮助其加深理解。对于物理学的研究方法有了一定的了解，可以进一步加强其观察实验，构建模型，用实验验证猜想等各种能力。

四、教学重点、难点

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。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。

五、教学方法

讲授法、分析归纳法、情景假设法、推理法、讨论法、交流学习成果法。

六、教具

投影仪、课件、视频、自制水流星、过山车模型、火车转弯模型等。

七、教学过程

课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）

【视频导入】胶济铁路事故动画模拟

火车为什么会发生脱轨事故？速度与事故之间有哪些联系？

一、火车转弯（水平面内的圆周运动）

【提问】火车转弯时，向心力的来源？

【课堂探究】观察车轮的构造：火车的车轮上有突出的轮缘

【结论】水平面上拐弯，外轨对车轮的挤压力提供向心力。

【提问启发】能不能有更安全的向心力来源？

【出示问题，求解最佳倾角】

巡视学生解题情况，选出优秀作品，展示给大家。

【正误辨析，突破难点】

引导学生将火车外轨抬高，让重力和支持力的合力提供向心力，并进行模拟实验验证。

【提问】轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？

教师与学生一起推到临界速度，并叮嘱学生注意解题思路。

【问题】（思考与讨论，小组合作解决问题）

若火车速度大于或小于临界值，轨道对轮缘有挤压吗？

1.vv0时，轮缘受到内轨向外的弹力。

2.vv0时，轮缘受到外轨向内的弹力。

（优教提示：请打开素材“动画演示：火车拐弯向心力分析”）

【提问】既然铁轨已经做了倾斜，为什么还会发生前面的事故？

播放视频：火车速度太快，在弯道容易发生事故（脱轨）

【与社会需求结合进行拓展】

铁轨的倾角限制了火车的提速，能不能有别的办法得到向心力，从而避免不断的线路改造？

【出示摆式列车的资料】

肯定学生的猜想，指出国外已经有这样的火车。希望大家通过所学也能填补我国在这方面的空白，研制出更便捷的交通工具。

二、汽车过桥（竖直平面内的圆周运动）

【出示图片】生活中还有一种类型的圆周运动，是竖直平面内发生的。以桥为例进行研究。

【提出问题】为什么拱形桥比凹形桥更为多见？从受力角度分析一下。

1.凸形桥：（思考与讨论，学生在黑板书写解题步骤）

2.凹形桥：（思考与讨论，学生在黑板书写解题步骤）

【总结反思】通过做题分析的过程，学生总结解决圆周运动问题的一般思路。

【深度思考】如果我们以凸形桥为例的话，假如车的速度不断增大的话，车将会发生什么现象呢?

【引导启发】由mg?FN=mv2r，可知：v越大，FN越小。

v逐渐增大到，mg=mv2r，此时FN=0，v=gr。

若v继续增大，合外力不能提供汽车做圆周运动的向心力，则汽车会飞出去。

（优教提示：请打开素材“视频演示：汽车过拱桥”）

【视频展示】牛人飞车表演

【拓展引申，开阔思维】汽车在平直路面行驶时，是不是也有弯度呢？出示地球图片。是不是也有临界速度呢？

引导学生与天文知识结合，引出卫星发射速度。

【兴趣激发】航天器中的失重现象：天宫一号中航天员不一样的精彩生活。

【课堂互动】揭开水流星和过山车之谜（学生分组讨论）。

1.播放视频，以第一视角感受过山车的惊险刺激，设置疑问为什么人和过山车不掉下来？

2.演示水流星实验，水流星是我国传统的杂技节目，演员把盛有水的容器用绳子拉住，在空中如流星般快速舞动，同时表演高难度的动作，而容器中的水居然一滴也不掉下来，设置疑问为什么水不掉下来？

通过视频和实验，引人入胜，激起学生兴趣和好奇心。

【情景模拟】让小球模拟过山车通