匀速圆周运动的实例分析教案34.doc

鲁科版必修二 物理第四章第三节 向心力的实例分析 厦门第二中学物理组 叶治和 高中物理必修二第四章第三节 向心力的实例分析三维目标一、知识与技能 1、在具体问题中分析向心力的来源,并能结合具体情况求出与之相关的物理量。 2、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识。3、培养学生应用向心力知识分析两种圆周运动模型，并解决实际问题的能力。二、过程与方法1、通过对匀速圆周运动的实例分析，将物理理论与实际相联系，提高学生的分析和解决实际问题的能力。2、运用启发式问题激发学生的求知欲和探索动机；锻炼学生观察、分析、抽象、建模的能力，更好的从物理学的角度认识生活。三、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、在实例分析中使学生大胆发现，大胆讨论，用于发表自己的观点。3、培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识。教学重点：1、向心力是一种效果力，如何确定向心力的来源。2、掌握应用向心力知识分析圆周运动模型的一般步骤和方法难点：两种圆周运动模型；临界问题的处理。教学课时：1课时教学方法：讲授、讨论、分析、推理、归纳教学用具：实物模型，课件，多媒体辅助工具，视频教学过程（一）引入新课结合本校实际，展示图片，介绍从鼓浪屿到五缘湾的道路情况，为后面的课程提出中心线索。（二）新课教学实例一、汽车过弯观看视频：汽车转弯并翻车（分段分析）（1） 汽车在平直公路上开，练习受力分析（2） 汽车在弯道上以恒定速度转弯时的受力分析（3） 如果速度过快则摩擦力不足以提供向心力，翻车讨论：(1)潮湿路面或者路面有沙粒易出现交通事故，原因：_ (2)急弯易出现交通事故，原因_为提高安全性能，必须_实例二、火车过弯汽车如此，那么我们扩展一下，看看火车过弯又是如何的呢？火车与汽车之间有什么共同之处，有什么不同之处。引导语：先来认识一下和火车在转弯有关的一些事物，结合图片介绍火车上相关部件的名称：轮缘，外轨，内轨。1、展示火车模拟图，分析火车在平直铁轨上的受力情况GNF2、由向心力公式，得知火车质量非常大，那么由铁轨提供的支持力就要非常大，这样铁轨容易被磨损，甚至有可能造成火车脱轨。3、为了避免铁轨受损，那么可以怎么做呢？设火车质量为M ，火车转弯时，内外轨道倾角为，半径为R转弯，那么当轮缘与内、外轨都没有挤压时，火车受力情况如何？火车做圆周运动的向心力由谁提供？火车的速度是v0多少？ 得出结论： 讨论：若火车转弯时的速率vv0，火车的轮缘与内轨还是外轨产生挤压？若火车转弯时的速率vv0，火车的轮缘与内轨还是外轨产生挤压？实例三：竖直平面内的圆周运动刚才我们分析了车辆在水平面内的圆周运动的问题，那么竖直面内的圆周运动如何分析呢？离我们学校不远有一座桥，叫五缘大桥，它是一座凸桥。我们把这座凸桥抽象成一个半圆（展示图片）车的质量为m：（1）分析车静止在最高点时的受力情况（2）车以速率v0该桥上匀速行驶，分析车在最高点时的受力情况，这辆车在这时做的是圆周运动，那么向心力由谁提供呢？（3）向心力为多大？这时车对桥的压力为多大？讨论一：如果是凹桥情况如何？（1）分析车静止在最低点时的受力情况（2）车以速率v0该桥上匀速行驶，分析车在最低点时的受力情况，这辆车在这时做的是圆周运动，那么向心力由谁提供呢？（3）向心力为多大？这时车对桥的压力为多大？讨论二：将凸桥和凹桥连接起来，就成了凹凸不平的路面。由上可知，汽车通过凸处的最高点和凹处的最低点，当汽车的速率不断增大时，路面受到的压力如何变化？是突起的路面容易损坏呢？还是凹陷的路面容易损坏？实例四：水流星问题的实例分析请一位同学到讲台上演示水流星。分析：(1)为了水流星水不滴下，在最高点时速度该大些还是该小些？(2)为了水流星的水在最高点时受力情况如何？(3)要过最高点速度至少为多大?上述过程中水流星虽然不是做匀速圆周运动，但我们仍然使用了匀速圆周运动的公式。原因是向心力和向心加速度的关系是一种瞬时对应关系，即使是变速圆周运动，在某一瞬时，牛顿第二定律同样成立，因此，向心力公式照样适用。（三）、课堂小结 1、两类实例：水平面内的圆周运动，竖直平面内的圆周运动。2、解圆周运动问题的一般步骤：（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。 （2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。 （3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力共式列方程。（4）解方程，对结果进行必要的讨论。（四）、布置作业：课后探究 课本作业：导与练P72-73 基础达标部分思考：过山车倒挂在轨道上为何不会掉下来？（五）、板书设计 水平面内的圆周运动问题1、两个实例 竖直平面内的圆周运动 2、解圆周运动问题的一般步骤：（1）明确研究对象，找到圆心和半径。 （2）受力分析，哪些力提供了向心力。 （3）据向心力共式列方程。（4）解方程，对结果进行必要的讨论。（六）设计思路：以“从鼓浪屿到五缘湾的路”为引入，并围绕这个主题提出汽车在水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动两大主题，对这两大主题加以拓展，详细分析这两大主题中常见