生活中的圆周运动+教学设计 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

生活中的圆周运动《水平面内的匀速圆周运动》教学设计教材分析这节内容紧扣实际生活，并尝试着应用圆周运动的知识来解决生活中的实际问题，内容包括:汽车在水平面上转弯、安全弯道设计、飞车走壁、圆锥摆。教学目标与核心素养物理观念:学会分析圆周运动方法，分汽车安全弯道设计、飞车走壁、圆锥摆等实际的例子，掌握牛顿第二定律分析向心力的方法，培养理论联系实际的能力。科学思维:体会圆周运动中的奥妙，培养学习物理知识的求知欲，善于将所学知识应用于实际生活中。科学探究:通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。科学态度与责任:进一步理解向心力的含义并会在具体问题中分析向心力的来源﹔能够熟练运用圆周运动知识解释生活中的圆周运动现象;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。[来源:学+科+网]【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；课前准备PPT视频教学过程（一）导入新课：(视频)物体做匀速圆周运动时合力全部用来提供向心力。而物体做变速圆周运动时所受合力并未全部用来提供向心力，而是沿半径方向的分力提供向心力。本节课应用牛顿运动定律进一步深入分析解释生活中几个实例。（二）多媒体展示问题下面我们以生活中水平匀速圆周运动事例来进一步加深理解，请看实例1．汽车在水平面上转弯的情况。(视频)思考：汽车转弯时什么力来提供向心力？对汽车水平转弯进行受力分析汽车受到的力有：重力、摩擦力、支持力由谁来提供向心力？由指向圆心方向的静摩擦力提供向心力。我们通过具体数值定量分析汽车在半径为R的水平弯道上转弯，如果汽车与地面的动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则汽车不发生侧滑的最大速率是多少.汽车水平面上转弯:（视频）由此可见:当汽车在水平面上转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。改进措施:（1）增大圆盘半径（2）增加路面的粗糙程度（3）最重要的一点:司机应该减速慢行!（4）增加路面高度差——外高内低安全弯道设计：路面倾斜(灯片)汽车质量为m,路面倾角为θ，转弯半径为r,若要使汽车在转弯时地面对其侧向静摩擦力为零，且汽车近似做匀速圆周运动，试分析汽车转弯时向心力的来源以及转弯时的安全速度。(灯片)小结1：处理圆周运动问题的一般步骤（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径（2）进行受力分析，画出受力分析图（3）求出沿半径方向的合力，即向心力（4）根据向心力公式结合匀速圆周运动的特点列方程求解。请看实例2．（视频）有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶汽车沿圆形表演台的侧壁做匀速圆周运动.如图所示,虚线圆表示汽车的行驶轨迹,设轨迹离地面的高度h增大,则：汽车运动的周期、线速度和对侧壁的压力将怎样变化.（三）巩固练习1．小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的周期。解：小球的向心力：由F和G的合力提供小球做圆周运动的半径由向心力公式有：解得：2.有一竖直转轴以角速度ω匀速旋转，转轴上的A点有一长为l的细绳系有质量为m的小球。要使小球在随转轴匀速转动的同时又不离开光滑的水平面，则A点到水平面的高度h最大为()解析：选A以小球为研究对象，小球受三个力的作用，重力mg、水平面支持力FN、绳子拉力F，在竖直方向合力为零，在水平方向所需向心力为mω2R，设绳子与竖直方向的夹角为θ，则有：R＝htanθ，那么Fcosθ＋FN＝mg，Fsinθ＝