鲁科版必修2 向心力的实例分析 第1课时 教案.doc

向心力的实例分析教案课题向心力的实例分析课型新授课教学目标1、知识与技能：学会分析生活实例中向心力的来源；通过应用牛顿运动定律分析生活中的火车拐弯、凹凸桥等实际物理模型，培养学生独立观察、分析、解决、概括总结知识的能力，并学会处理水平面、竖直面内的圆周运动问题。2、过程与方法：通过分析生活中的火车拐弯、凹凸桥等实际物理问题，掌握应用牛顿运动定律解决圆周运动问题的一般方法和步骤。3、情感态度与价值观：体会物理知识对经济、社会发展的贡献，进而达到将物理知识应用于生活、生产实践的情感态度与价值观。教材分析重点：在具体问题中分析向心力的来源，并结合牛顿运动定律解决生活实例中水平和竖直面内两类圆周运动问题。难点：火车在倾斜路面上的转弯分析，竖直平面内圆周运动最高点的临界问题。教法选择问题引导法、任务驱动法、演示实验法教具学具多媒体、自制火车轨道、车轮模型、过山车模型教学内容及过程教学环节教师活动学生活动说明一、新课导入多媒体展示：摩托车转弯、过山车以及汽车运动过程中三段生活中圆周运动的视频。观看并思考物理知识在生活中的运用。激发学生学习兴趣、求知欲，引入这节课的教学任务二、新课教学1、水平面内转弯时的向心力实例分析（1）摩托车、汽车在水平路面转弯分析问题一：观察图片，思考摩托车转弯时这样做的目的是什么？学生讨论、回答培养学生观察能力学生回答后评价提出问题，然后给出任务一：对摩托车进行受力分析，找出向心力的来源，列出动力学方程，并表示出摩托车能安全转弯的最大速度。学生自主解决培养学生独立解决问题的能力给出问题：结合以上结论，请同学们给出一些增大摩托车转弯安全性的建议。学生讨论、回答强调多角度分析问题，发散思维（2）火车在倾斜路面转弯分析摩托车和汽车是借助侧向静摩擦力转弯，那火车又是如何转弯的呢？稍作思考展示自制火车轨道和车轮的模型，提示学生观察其特点找出特点告诫同学们要善于观察、思考问题二：观察火车轮的特点并思考火车在水平路面上向右转弯时，火车受哪些力？火车需要的向心力来源于哪里？请你结合牛顿运动定律列出方程。火车质量很大、速度也不小，这样对轨道和列车有什么影响？自主分析、代表回答发现问题思考问题、解决问题的前提给出“我是设计师”小栏目：为了避免这个缺点请你为铁路工作人员设计一种最佳方案。小组讨论、小组代表总结讨论结果得出内低外高模型培养解决问题的能力播放火车转弯时的录像资料。观看并肯定刚才的讨论结论。进一步体验“物理来源于生活，服务与生活”给出任务二：在下图中作出火车完全不靠侧向压力提供匀速转弯所需向心力时的受力分析图，找出向心力的来源，列出动力学方程并解出火车转弯时的规定速度v。自主解决体验成功的快乐，难点得以突破思维拓展：在v= v规、v v规、vv规三种情况下轨道与车轮间的作用情况如何？小组讨论、得出结论强调多角度分析问题，发散思维以图片形式给出生活中类似实例。观看图片、视频并了解应用培养学生理论联系实际的习惯小结1引领学生总结：解决圆周运动动力学问题的解题步骤，并提示学生利用所总结的步骤解决竖直平面内的圆周运动。记录方法比知识更重要2、竖直平面内的圆周运动实例分析（1）汽车过桥凸形桥给出任务三：根据刚才总结的解题步骤分析汽车过拱桥的最高点时的受力情况情况，分析向心力来源并列出方程，并推导出支持力与速度的定量关系。并分析此时汽车的超失重情况。教师在学生中巡视、答疑。教师利用展台展示学生答案并与学生一起评价。学生自主解决与教师一起评价培养学生对方法的应用能力问题三：根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？汽车安全通过桥顶的临界条件是什么？小组讨论、得出结论及临界条件难点得以突破教师播放引入视频中截取的汽车通过最高点时飞离路面的片断学生观看，体会通过最高点时超过临界速度发生的现象，进一步理解临界速度凹形桥给出任务四：请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。这时的压力比汽车的重力大还是小？学生自主解决学以致用小结2引导学生总结、对比三种路面上受力和超失重情况。并提出问题：生活中常见的桥为什么多是凸桥？学生记录培养学生理论联系实际的习惯（2）过山车最高点教师给出任务五：请你对小球经过最高点时进行受力分析，找出向心力的来源，并列出方程。学生自主解决体验成功给出问题：由上式可以得出，小球在最高点时速度越小，轨道对小球的弹力就越小，那么小球通过最高点时最小速度是多少呢？小球能够顺利通过最高点的临界条件是什么呢？学生讨论并得出结论利用过山车模型演示小球达不到这一速度出现的情况。学生观察实验现象加强对临界值的理解和认识最低点任务六：请你根据上面分析小球过最高点的思路，分析一下小球过最低点时的情况。这时的压力比小球的重力大还是小？学生自主解决举例以视频形式给出生活中类似实例水流星观看图片并了解应用培养学生理论联系实际的习惯例题多媒体展示例题：如图，质量为0.5kg的小桶里盛有1kg的水，用绳子系住小桶在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小桶通过最高点的速度为4m/s，求： (1)在最高点时绳的拉力？(2)在最高点时水对桶底的压力？(3)在最低点时水对桶底的压力？独立解答进一步强化学生对本节课知识的理解和应用。教师利用展台展示学生答案，作出评价并强调规范解题。检查展示的答案并与老师一起纠错三、课堂小结再次强调解决圆周运动问题的基本解题步骤以及规范解题。学生梳理并小结本节课学会了什么，还想知道什么编筐编篓，重在收口四、巩固练习教师用多媒体展示练习1：汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是：（ ） a. b. c. d.练习2：如图所示，小球在光滑圆环内滚动，且刚好能通过最高点，则小球在最低点的速率应为ra4grb2c2grd练习3：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径r=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2.求：(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？(3)汽车以多大速度通过凸形桥桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？学生完成后教师核对答案。学生独立完成后，核对答案通过练习对本节课知识加以巩固五、布置作业教师利用多媒体给出作业1、必做