2020-2021学年高中物理-第四章-匀速圆周运动-第4节-离心运动教案-鲁科版必修2.docx

2020-2021学年高中物理 第四章 匀速圆周运动 第4节 离心运动教案 鲁科版必修2

2020-2021学年高中物理 第四章 匀速圆周运动 第4节 离心运动教案 鲁科版必修2

年级：
姓名：

- 8 -

离心运动
（1）知道什么是离心现象，以及其产生的原因条件。
（2）联系生活、生产中的实例，知道离心现象的一些应用和可能带来的危害。
2、过程与方法
（1）通过观察实验，让学生体会在什么条件下物体做离心运动。
（2）通过列举生活中离心现象，认识离心现象在生活和生产中的应用和危害。
1、 情感、态度和价值观
（1） 通过实验过程的探究，培养学生的科学探究能力、自主学习能力以及合作精神。
（2）通过实例的分析、素材的引入，让学生感悟科学是人类创造发明的基础，从而激发学习的热情。
二、教学重点和难点分析
重点：离心现象产生的原因
难点：对离心现象的理解及其对实例的分析
三、教学设计思路
本节课以“摩托车侧滑”的视频录象作为新课的导入，希望能够将学生的学习兴趣激发出来。视频“洗衣机是如何甩干衣服的”和“棉花糖的制作”，希望能够使学生进一步领会“从生活走向物理，物理走向社会”的理念。探究性实验的设计，希望能够培养学生的科学探究能力、自主学习能力以及学生的合作精神。教学设计中安排了与离心运动有关的素材，希望能帮助学生对物理概念和规律的理解，从而增加学生的体验和提高学习兴趣。

情景引入，概念的提出。

学生自行设计方案，自己做实验，提出问题。

实验探究，验证猜想。

生活中的离心现象，提出问题，作出猜想。

理论探究，形成结论。
问题引导学生理论分析
小结
理论指导实践（离心现象的利用和防止）
共同讨论形成结论，即：离心现象产生的条件。
引导观察，验证猜想。
学生讨论，形成探究方案。
视频录象洗衣机的甩干以及棉花糖的制作。

观看摩托车比赛视频录象。
学生列举身边生活生产中有关离心现象的事例。
引出“离心运动”课题。
学生分析案例及例题巩固
观看生活中的有关离心现象的视频录象。
四、教学流程图

五、教学过程
（一） 引入新课
用“摩托车大赛”的视频引入本节内容。提醒注意车在转弯时的情况。视频结束后问：从刚才所播放的视频，你看到了什么现象？
学生：赛车发生了离心现象。
教师：对了，我们可以看出赛车发生了离心现象，这样的运动我们称为离心运动。其实，不但赛车，在生活中也会经常见到离心现象。
（二） 新课教学
1、 生活中的离心现象
（1） 棉花糖是怎么做出来的
观看棉花糖的制作过程。
教师：做圆周运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动，这种现象称为离心现象。离心现象在生活中是一种很普遍的现象，因此学习离心现象是很有必要的。那么，离心现象是怎么产生的呢？这里过渡到对离心现象的探究。
2、 发生离心现象的原因
（1） 实验探究
老师拿出一个圆盘,将橡皮放在圆盘上转动,看不同速度转动时橡皮的情况
（1）控制半径不变，观察是转速大的容易甩掉还是转速小的容易甩掉？

ω1 ω2
（2）转速相同，是半径长的容易把水甩掉还是半径短的容易甩掉？

ω

让1一3位同学上台来演示，教师负责检查海绵在两种情形下的干湿程度并向全班同学公布结论。最后一致得出：
圆盘转速越大、半径越长，橡皮越容易甩掉。
思考：你能解释以上的现象吗？请几个学生发表一下他们的观点。因为不全面，教师可带领全班学生共同讨论，即：过度到理论探究。
（2） 理论探究（产生离心现象的原因）
以复习的方式提问学生物体做匀速圆周运动的条件，并形成结论：
（1）当F合= mω2r时，即：外因等于内因。物体做匀速圆周运动。运动轨迹是一圆周。
（2）当没有外因的作用，即：F合=0，则此时物体将做什么运动？
学生：根据牛顿运动定律，物体将在撤去外力时的位置做匀速直线运动。运动轨迹是一直线，运动过程中远离圆心越来越远。
（3）当有外因但小于内因时，即：F合<mω2r，则此时物体将做什么运动?轨迹是什么?
学生思考、讨论(由上面讨论的结论，教师可引导学生)回答：物体的轨迹将在直线和圆周之间，是一曲线运动，运动过程中离圆心距离越来越远。
通过讨论分析，物体做离心运动的条件：
当F= 0时，物体沿切线方向飞出。
当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心。
拓展：
（1）做匀速圆周运动的物体，假如在某时刻，速度突然变为零，物体将做什么样的运动？
学生讨论回答：此刻，物体将有沿合外力的方向运动的趋势，即：向着开始做圆周运动的圆心运动。
（2）当有外因但大于内因时，即：F合>mω2r，则此时物体将做什么运动?轨迹是什么?
F=0
学生思考、讨论回答：物体的轨迹将在沿半径的直线和圆周之间，是一曲线运动，运动过程中离圆心距离越来越近。
这种运动我们称为近心运动。
F>mω2r

O

用图表示：

F＜mω2r

F= mω2r

通过分析，让学生明确几点：
第一，做圆周运动的物体，由于本身的惯性（内因），总有沿着圆周的切线方向飞离的倾向，它之所以没有飞出去，是因为有指向圆心力（外因）持续的拉着它，把它约束在圆轨道上。
第二，做圆周运动的物体，一旦失去提供的力或提供的力不足，都不能再满足把物体约束在原来的圆周上运动的条件，这时物体将沿圆周的切线方向或者某一曲线飞离圆周，这时就产生了离心现象。
第三，可补充加上提供的力大于物体所需向心力时，表现为向心的趋势（离圆心越来越近）。这对学生全面理解“提供的力必须等于时，物体才能做匀速圆周运动”有好处。简单的拓展，这对进一步理解一般性的圆周运动以及人造卫星的发射和返回都有帮助。
教师提问：现在，你能解释前面的案例中离心现象产生的原因吗？
学生分组解释前面案例：
在前面的探究性实验中，当海绵的转速不够大时，水滴和海绵的附着力能提供水滴做圆周运动所需的向心力，水滴未甩出。若转速增大，半径加长，则水滴做圆周运动需要的向心力增大，水滴和海绵的附着力不足以提供所需的向心力，因此，水滴将离开海绵做离心运动。
教师：学生利用所学的理论解释过海绵脱水的原因后，一例题的形式进一步巩固所学内容。
讨论并给出相关建议以及建议的理由:遇上弯道怎么样保证驾驶安全?
1 从驾驶者角度?
2 从道路设计角度,有何建议?
建议: (1)将弯道半径变大,减少急转弯
原理:F=mv2r,r越大,向心力越小
(2)将路面的粗糙程度变大
原理:粗糙程度越大,摩擦力越大
(3)将路面的变成倾斜路面,外侧略高于内侧
原理:重力和支持力的合力提供向心力
3、离心现象的应用和防止
在日常生活中，离心现象是经常发生的，离心现象对人类来说既有有利的一面，又有危害的一面，对有利的一面应加以利用，对有害的一面应设法防止。
让学生举出应用和防止离心现象的实例。如果学生举不出来，教师可提出几个实例让学生解释。如：链球、魔盘游戏、离心沉淀器、汽车转弯等。
最后学生观看离心现象视频：运动员手中的链球发生离心现象、离心沉淀器分离不同密度的物质等。
4、 本课小结
以问题的形式让学生总结出本节课所讲的内容以及所讨论研究的问题。
问题：
1、这节课我们研究的是什么运动？
2、发生离心运动的条件是什么？
3、什么情况下容易发生离心现象？
4、拓展：就离心运动你还想研究什么问题？（学生可能对运动过程速度大小的变化感兴趣、也有可能提出这样的问题：卫星的发射以及回收与离心运动有没有关系等等）
六、板书设计
圆周运动的实例分析-------离心运动
一、离心运动
1﹑定义：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足于提供圆周运动的所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动称作为离心运动。
2﹑条件：当F= 0时，物体沿切线方向飞出。
当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心。
二、离心运动的应用与防止
应用实例——洗衣机的脱水筒、棉花糖的产生等。
防止实例——汽车拐弯时的限速、高速旋转的飞轮、砂轮的限速等。
2、作业：
P35 练习与评价 3、4