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第七节:生活中的圆周运动
一、教学目标
1.知识与技能
(1)知道生活中常见圆周运动,会分析常见圆周运动向心力来源.
(2)知道离心运动及其产生的原因,知道离心现象的一些应用和可能带来的危害.
(3)进一步理解向心力的概念,明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用.
2.过程与方法
(1)培养学生观察、分析、解决问题的程序和方法.
(2)培养学生比较分析、总结归纳的能力.
3.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)培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯.
二、设计思路
对生活中的圆周运动的理论分析是《生活中的圆周运动》的重点。当学生形成认知冲突时,才能激发学生的学习兴趣,学生才能成为学习的主体。在教学过程中,教师创设一定的问题情景,引导学生运用学过的理论去合理解释,从而加深学生对已有知识的理解。本节课的教学设计的基本过程是:圆周运动实例→学生解释→学生评价→教师评价→师生总结、加深理解。
三、教学重点和难点
分析圆周运动实例的向心力来源是教学重点,教学难点是离心运动产生的条件。
四、教学资源
火车车轮、铁轨模型,生活中的圆周运动实例录像片断,离心运动课件,离心机转台等.
五、教学设计(两课时)
教师活动
学生活动
点评
一、引入新课
复习提问:
(1)什么是向心力?向心力表达式怎样?
(2)根据向心力公式,请结合牛顿第二定律分析处理问题的方法,思考如何分析和处理匀速圆周运动的问题?
二、新课教学
1.火车转弯
播放火车转弯的录像
问题1:在平直轨道上匀速行驶的火车,所受的合力为零,那火车在转弯时呢?是什么力提供向心力?
从内外铁轨相平的情况分析,得出结论:两铁轨相平时,必须有铁轨对火车提供水平的作用力的结论。(如图)
问题2:内外铁轨相平时,铁轨怎么会对火车提供水平方向的作用力呢?
出具火车车轮、铁轨模型。
讲解车轮上突出的轮缘的作用。如果转弯处内外铁轨一样高,外侧车轮的轮缘挤压外轨使外轨发生弹性形变,外轨对外轮轮缘的弹力提供使火车转弯的向心力。
问题3:内外铁轨相平时,使外轨对外轮轮缘的弹力提供使火车转弯的向心力,这种方法在实际中可取吗?为什么?
问题4:为了使铁轨不受到损坏,在铁轨铺设方面,应该怎样采取怎样的措施呢?
在转弯处使外轨略高于内轨,火车驶过转弯处时,铁轨对火车的支持力方向不再是竖直的,而是斜向轨道的内侧。它与重力的合力水平指向圆心,成为火车转弯时的向心力,这样外轨就不受到轮缘的挤压了。
如图,
在修筑铁路时,必须根据转弯处轨道的半径和规定的速度,适当地选择内外轨的高度差。
问题5:如果火车在转弯处的速度不等于规定速度,会发生怎样的情况?
的向心力时,离心运动会使它们破裂,酿成事故,因此,高速转动的砂轮、飞轮不准超过允许的最大转速。
三、课堂小结
(1)分析和处理匀速圆周运动的问题的一般方法。强调受力分析的重要性。
(2)离心运动及产生离心运动的原因。
四、布置作业
P59问题与练习2、3、4、5
学生根据教师的问题独立回忆、分组讨论、归纳。
学生回答:分析和处理匀速圆周运动的问题,重要的是分析向心力的来源。
学生讨论,得出结论:是铁轨对火车的作用力提供向心力。
学生思考问题,提出各种猜想。
学生讨论,不断地纠正错误说法。
学生仔细观察
学生讨论,结合作用力与反作用关系、向心力公式知识,得出结论:由于火车的质量很大,靠这种方法得到的向心力,轮缘与外轨间的相互作用力要很大,铁轨容易受到损坏。
学生分组讨论,提出可行性方案。
学生分组讨论,得出结论:如果火车的速度大于规定速度,则火车对外轨有水平方向压力;如果火车速度小于规定速度,则火车对内轨有水平方向的压力。
学生独立在作业本上完成分析过程。
所以
学生思考,回答:汽车对桥面的压力随着速度的增大而减小,最终汽车会脱离桥面,临界速度为。
根据问题1、和问题2的思路,学生独立思考。
学生提出猜想:航天员随飞船做匀速圆周运动,航天员受到重力与飞船座舱对他的支持力作用。
学生观察实验现象,并描述观察到的现象:当平台转速较小时,物体随着平台做匀速圆周运动;当平台转速增大到一定转速后,物体逐渐远离圆心。
学生讨论,列举生活中的各种实例。
学生讨论,列举生活中的各种实例。
学生对照黑板板书小结
唤起学生的记忆,为新课知识应用做准备。
重视分析和解决问题的方法教育,培养学生的迁移能力。
将总结得到分析和解决问题的一般方法应用于解决具体的问题,让学生知道掌握方法的重要性。
在不断思辨过程中,培养学生的反思能力。
培养学生的观察能力,增加学生的感性认识。
提出新的问题,引发学生进一步思考,培养学生分析问题的能力。
激发学生兴趣,学生参与,培养学
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