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宜良一中示范课、公开课备课记录表年级 高一 学科 物理 备课人 赵远云 课题 竖直面内的圆周运动 教学设计：教学目标核心凝炼1.了解竖直面内圆周运动的两种基本模型。2种模型“轻绳(过山车)”模型、“轻杆(管道)”模型3种临界问题绳的弹力、支持面的弹力与静摩擦力相关的临界问题2.掌握轻绳约束下圆周运动的两个特殊点的相关分析。3.学会分析圆周运动问题的一般方法。教学任务：竖直面内圆周运动的两种模型模型分析如图所示，长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直面内做圆周运动，重力加速度为g。试分析：(1)小球过最高点的最小速度是多大？(2)假设绳拉球过最高点时最小速度小于，则会产生什么样的后果？(3)将细绳换为轻杆，小球还在竖直面内做圆周运动。试分析：当小球过最高点的速度v时，则杆对球作用力的大小和方向是怎样的？探究归纳1.过最低点：小球运动到最低点时受向上的弹力和向下的重力作用，由这两个力的合力充当向心力，Nmgm。2.过最高点：在最高点时的受力特点可分为以下两种模型临界条件最高点受力分析细绳牵拉型的圆周运动小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，如图所示小球恰好过最高点：弹力(或拉力)为零，重力充当向心力，mgm，可得：临界速度vv时，绳或轨道对小球产生向下的拉力或压力v时，绳或轨道对小球刚好不产生作用力小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动，如图所示v时，杆或管的上侧产生向下的拉力或压力v时，球在最高点只受重力，不受杆或管的作用力小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动，如图所示0v时，杆或管的下侧产生向上的支持力试题探究1、 轻绳、单轨问题例题1：.如图所示，在杂技表演“水流星”中，细绳两端系有装水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m0.5 kg，水到转动轴的距离L0.8 m。求：(取g10 m/s2)(1)水桶经过圆周最高点时水不流出来的最小速率。(2)水桶在最高点的速率v15 m/s时，水对桶底的压力大小。(3)若桶和水的总质量M1 kg，水桶经过最低点时的速率v26.5 m/s，则此时绳子的拉力是多大？针对训练1杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是(不计空气阻力，g10 m/s2)()A.“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B.“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C.“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D.“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N针对训练2如图所示，在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1 g的小球，试管的开口端加盖与水平轴O连接。试管底与O相距5 cm，试管在转轴带动下沿竖直平面做匀速圆周运动。(g取10 m/s2)求：(1)转轴的角速度达到多大时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍；(2)转轴的角速度满足什么条件时，会出现小球与试管底脱离接触的情况？2、轻杆、双轨问题例题2长L0.5 m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m2 kg。现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示。在A通过最高点时，求下列两种情况下A对杆的作用力大小(g10 m/s2)。(1)A的速率为1 m/s；(2)A的速率为4 m/s。针对训练3(多选)一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法错误的是(）A小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零B小球过最高点的最小速度是零C小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大D小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小针对训练4如图所示，质量为m的小球固定在长为L的细轻杆的一端，绕细杆的另一端O在竖直平面内做圆周运动，不计空气阻力。小球转到最高点A时，线速度v的大小为，此时()A.杆受到1.25mg的拉力 B.杆受到1.25mg的压力C.杆受到0.75mg的拉力 D.杆受到0.75mg的压力针对训练5质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示。已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时：A 小球对圆管的内、外壁均无压力 B小球对圆管的外壁的压力等于C小球对圆管的内壁压力等于 D小球对圆管的内壁压力等于mg方法总结：竖直平面内圆周运动的分析方法(1)明确运动的模型，是轻绳模型还是轻杆模型。(2)明确物体的临界状态，即在最高点时物体具有最小速度时的受力特点。(3)分析物体在最高点及最低点的受力情况，根据牛顿第二定律列式求解。课后作业：反馈练习：1.(多选)如图所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是()A.小球通过最高点时的最小速度是B.小球通过最高点时的最小速度为零C.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力2.如图所示，有一长L0.4 m的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴有质量为m的小球，现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动，已知水平地面上的C点位于O点正下方，且到O点的距离L10.65 m，重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力。(1)求小球通过最高点A时的速度大小。(2)若小球通过最低点B时，细线对小球的拉力T恰好为小球重力的6倍，且小球经过B点的瞬间让细线断裂，求小球的落地点到C点的距离。3.如图所示，一个小球质量为m，从半径为R的光滑圆形管内的顶部A点水平飞出，恰好又从管口B点射入管内，已知O为圆心，且OB水平，OA竖直，则：(1)小球在A点对上侧管壁有弹力作用还是对下侧管壁有弹力作用？作用力多大？(重力加速度为g)(2)若要使小球对上侧管壁弹力大小等于重力，则小球在A点的速度应为多少？反思：这一节课下来，经过听课老师的点评，我感觉收益良多，明白了教学中存在的一些好的方面，肯定了自己；也暴露出自己的一些不足，需要进一步改进。 好的方面：教学设计好，平板电脑使用熟练，教学环节紧凑，教学思路清晰，同时能让学生独立思