鲁科版必修2 向心力的实例分析 第1课时 教案.doc

课 题向心力的实例分析教师教 学 目 标知识与技能 1知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力会在具体问题中分析向心力的来源 2能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例 3知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度过程与方法 通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力情感、态度与价值观 1通过对几个实例的分析，使学生理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题 2养成良好的思维表述习惯和科学的价值观教学重点、难点教学重点 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教学难点 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 3对变速圆周运动的理解和处理教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 教具准备 多媒体课件 教 学 活 动情景导入 投影视频 师：请同学们观看生活中常见的圆周运动以及赛车在经过弯道时画面，让大家思考我们如何才能使赛车在弯道上不减速通过？ 课件展示自行车赛中赛场和运动员的特点。 学生分组讨论以上问题。 新课教学 一、铁路的弯道 师：(多媒体课件)展示观察铁轨和火车车轮的形状。 学生讨论探究：火车转弯的特点并进行受力分析确定向心力。指出此情况下的缺点。 师：(设疑引申)那么应该如何解决这一实际问题?结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明 交流与讨论 学生发挥自己的想象能力，结合知识点设计方案结合受力图发表自己的见解 师：刚才同学们交流和讨论得非常热烈、充分，方案设计得也很好，下面我们择其一的示意图来共同分析、说明 让学生代表画受力图，进行定性分析；课件展示： 火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的 强调说明：向心力是水平的 师：请同学们运用刚才的分析进一步讨论：实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制? 二、拱形桥 师生互动 播放录像，交通工具(自行车、汽车等)过拱形桥 投影问题情境：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为r，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力 师：通过分析，你可以得出什么结论? 学生在练习本上独立画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力学生代表发言 投影学生推导过程，听取学生见解，点评、总结 生：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力：由牛顿第三定律求出桥面受到的压力fn=gmv2/r 可见，汽车对桥的压力fn小于汽车的重力g，并且压力随汽车速度的增大而减小 师：请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象?生：把 fn=0代人上式可得，此时汽车的速度为，当汽车的速度大于这个速度时，就会发生汽车飞出去的现象这种现象我们在电影里看到过 师：好，下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些 生：通过对汽车进行受力分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大 师：刚才同学们分析了汽车在拱形桥最高点的情形，如果汽车不在拱形桥的最高点或最低点，前面的结论还是否能用?如果不能直接运用，又如何来研究这一问题呢? 生：前面的结论能直接运用，不过此时物体的向心加速度不等于物体的实际加速度，即要用上一节研究变速圆周运动的方法来处理 师：好这说明我们很多同学分析和处理物理问题的能力有了较大的提高，希望同学们继续努力，争取有更大进步 点评：通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力三、航天器中的失重现象（知识的延伸） 师：从刚才研究的可以看出，当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时，如果车速达到一定大小，则可使汽车对桥面的压力为零如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”，则情形如何呢?会不会出现这样的情况；速度达到一定程度时，地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉? 学生独立分析以上提出的问题，并在练习本上画出受力分析图，尝试解答 投影学生推导过程，引导学生间交流、讨论 师：刚才同学们交流、讨论的问题即为课本上面的“思考与讨论”，该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中 假设宇宙飞船质量为m，它在地球表面附近绕地球傲匀逮圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径r，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力试求座舱对宇航员的支持力此时飞船的速度多大?通过求解你可以得出什么结论? 生：通过整体法对宇宙飞船受力分析，并运用牛顿第二定律可解得：宇宙飞船的速度为，再对宇航员进行分析可得此时座椅对宇航员的支持力为零即航天员处于失重状态 点评：通过实例分析，让学生了解到航天器中的失重现象学习知识的同时激发学习物理学的兴趣 四、实例探究竖直面内物体做圆周运动的两种模型： 轻绳和轻杆模型。 课堂训练一根长l0.625 m的细绳，一端拴一质量m=0.4 kg的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求： (1)小球通过最高点时的最小速度； (2)若小球以速度v=3.0ms通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大?若此时绳突然断了，小球将如何运动?小结 师：请同学们根据自己对本节内容的理解，在笔记本上将本节课的主要内容进行总结 学生认真总结概括本节内容，并把自己对这节课的体会写下来 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力教师要放开让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架作 业布置作业1、完成本节课后的题目2、亲身体会迷你实验。板 书 设 计向心力的实例分析一、向心力的实例分析（一）铁