高中物理渗透法制教育教案.doc

圆周运动（渗透法制教育教案）
盘县华夏中学 物理组　 熊双喜
【教学目标】
1、知识与能力
①在变速圆周运动中,能用向心力与向心加速度得公式求最高点与最低点得向心力与向心加速度。培养综合应用物理知识解决问题得能力。
②会在具体问题中分析向心力得来源.
　 　③掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题得一般方法，会处理水平面、竖直面得问题.
ﻩ２。过程与方法
通过向心力得实例分析,体会向心力得来源,并能结合具体情况求出相关得物理量。关注匀速圆周运动在生活生产中得应用.
3、情感态度与价值观
通过解决生活、生产中圆周运动得实际问题,养成仔细观察、善于发现、勤于思考得良好习惯,通过教师得引导，让学生知道超速行车对自己与社会得危害，增强学生得安全意识与法律意识
【教学重点】
1、掌握匀速圆周运动得向心力公式及与圆周运动有关得几个公式
2、能用上述公式解决有关圆周运动得实例
【教学难点】
理解做匀速圆周运动得物体受到得向心力就是由某几个力得合力提供得，而不就是一种特殊得力。
【教学过程】
一、引入新课
教师活动：复习匀速圆周运动知识点（提问）
① 描述匀速圆周运动快慢得各个物理量及其相互关系.
② 匀速圆周运动得特征？
合力就就是向心力，产生向心加速度只改变物体速度得方向,方向始终指向圆心；
速度大小不变,方向时刻改变；
加速度大小不变,方向时刻改变;大小:
ω
③匀速圆周运动得物体力学特点合力就是向心力，向心力就是怎样产生得？分析以下几种情况得受力情况。
学生活动：思考并回答问题.
教师活动:倾听学生得回答，点评、总结。
导入新课：学以致用就是学习得最终目得,在生活中有很多得圆周运动。
　　 课件展示:赛车转弯、过山车、航天员
本节课通过几个具体实例得探讨来深入理解相关知识点并学会应用.（学习目标)
二、新课教学
(一) 水平面内得匀速圆周运动（火车转弯问题)
观瞧火车过弯道得影片与火车车轮得结构得系列图片，请学生注意观察
 问题１:请根据您所了解得以及您刚才从图片中观察到得情况,说一说火车得车轮结构如何？轨道结构如何?（轨道将两车轮得轮缘卡在里面。）
 问题2：如果内外轨一样高，火车转弯时做曲线运动，所受合外力应该怎样?需要得向心力有那些力提供。
问题3:火车得质量很大，行驶得速度很大,如此长时间后，对轨道与列车有什么影响?如何改进才能够使轨道与轮缘不容易损坏呢？（当内外轨一样高时，铁轨对火车竖直向上得支持力与火车重力平衡向心力由铁轨外轨得轮缘得水平弹力产生。这种情况下铁轨容易损坏.轮缘也容易损坏）
 探究活动:再次展示火车转弯时候得图片,提醒学生观察轨道得情况。
分析：当外轨比内轨高时，铁轨对火车得支持力不再就是竖直向上,与重力得合力可以提供向心力,可以减轻轨与轮缘得挤压.最佳情况就是向心力恰好由支持力与重力得合力提供,铁轨得内、外轨均不受到侧向挤压得力.
①受力分析：如图所示火车受到得支持力与重力得合力得水平指向圆心，成为使火车拐弯得向心力。
　 ②动力学方程:根据牛顿第二定律得 　mｇｔａnθ＝m
其中r就是转弯处轨道得半径,就是使内外轨均不受力得最佳速度。
　③分析结论：解上述方程可知　=rgｔanθ
　 　 可见，最佳情况就是由、ｒ、θ共同决定得。
　当火车实际速度为v时,可有三种可能,
当ｖ＝时,内外轨均不受侧向挤压得力;
　　当ｖ＞时，外轨受到侧向挤压得力(这时向心力增大，外轨提供一部分力);
当v＜时，外轨受到侧向挤压得力（这时向心力减少,内轨提供一部分力).
　教师提问:那么如果汽车就是在水平公路上拐弯时,做圆周运动得向心力又就是由什么力提供得呢?
学生思考后可以得到：此时得向心力就是由静摩擦力提供
教师：因为静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦，如果汽车转弯时速度过大，那么它做圆周运动所需要得向心力就会超过最大静摩擦(即摩擦力不足以提供向心力)，现在汽车将怎么运动？
　学生思考与讨论后可以得出：此时汽车将向弯道外侧滑行,就会冲出弯道
汽车冲出路面,就会造成很多交通事故,对她人与自身得生命财产安全都会造成不可估量得损失，所以同学们以后骑车或就是开车得时候一定不能超速行驶,走路得同学也尽量别走弯道得外侧,
例１：　铁路转弯处得圆弧半径就是1４35m，内外轨得间距为１、435m规定火车通过这里得速度就是72km/ｈ，内外轨得高度差应为多少才能使轨道不受轮缘得挤压?
总结：物体在水平面得匀速圆周运动，从力得角度瞧其特点就是合外力得方向一定在水平方向上,由于重力方向在竖直方向，因此物体除了重力外，至少再受到一个力,才有可能使物体产生在水平面匀速圆周运动得向心力。
思维拓展极其应用:还有哪些实例与这一模型相同？自行车转弯，高速公路上汽车转弯、特技摩托表演（视频简单演示）等等．
　 （二）竖直平面内得圆周运动(最高点与最低点）
( 展示图片 拱形桥　凸形桥　平直桥)通过提问,引导学生进入状态。
 问题1:如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时,在竖直方向上受力如何? 如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到得压力如何？ 
问题2:如果汽车在拱形桥上,以某一速度v通过拱形桥得最高点得时候，桥面受到得压力如何？ 
引导学生分析受力情况,并逐步求得桥面所受压力.
 问题３：根据上式，结合前面得问题您能得出什么结论?
 　 A.汽车对桥面得压力小于汽车得重力mg；
  B。汽车行驶得速度越大，汽车对桥面得压力越小.
 问题4：试分析如果汽车得速度不断增大,会有什么现象发生呢？ 
当速度不断增大得时候,压力会不断减小，当达到某一速度时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面。
问题５：如果汽车得速度比临界更大呢？汽车会怎么运动?
汽车以大于或等于临界得速度驶过拱形桥得最高点时,汽车与桥面得相互作用力为零,汽车只受重力，又具有水平方向得速度得，因此汽车将做平抛运动。
 问题7：如果就是凹形桥,汽车行驶在最低点时，桥面受到得压力如何? 

 问题８:前面我们曾经学习过超重与失重现象，那么试利用“超、失重”得观点定性分析汽车在拱形桥最高点,凹形桥得最低点分别处于哪种状态？ 
总结：物体在竖直面得圆周运动，要求掌握得就是在最高点与最低点得情况，从力得角度瞧:在最低点，物体除了重力外，还必须受到一个竖直向上得压力。在最高点，重力可以提供同心力,即 　mg=ｍ,　 　　=
就是最高点得临界速度(可以就是最大值，也可以就是最小值），根据在最高点接触物体得特点,可能再提供竖直向上得力,也可能再提供竖直向下得力,要具体情况具体分析.
教师:因为现在,骑摩托车与电动车上学得同学很多，大家思考一下，如果我们骑车速度过快通过拱形桥得时候会出现什么情况?
学生:车会飞起来
教师:那么我们骑车得同学就是靠什么来控制这个车得呢？如果这个车在天上飞了，您还能让她拐弯或者减速吗?
学生：通过思考与讨论，可以得出结论，之所以能控制车，就是因为有车轮了地面得摩擦力，如果汽车飞起来了，那么就无法控制汽车或摩托车了.
教师：不能控制车得话,那将就是很危险得
　 并且我们得路面并不就是完全得平直得，很多瞧上去很平得路面其实也会有突出或就是凹陷得地方,就相当于很多拱形桥或凹形桥,如果骑车速度过大,那么我们得车很可能就会离开地面,不受控制,很容易撞伤或就是撞死自己与别人，对我们得生命财产安全带来极大地威胁,所以我们一定要遵守交通法律法规，不能超速行驶！