《生活中的圆周运动》教案.doc

高一物理第五章第八节生活中的圆周运动（第一课时）教学目标： 知识与技能：1、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生掌握应用向心力知识2、分析两类圆周运动模型（竖直面内仅要求最高点和最底点）。过程和方法：锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的思路和方法。 情感、态度和价值观：1、培养学生的应用实践能力和思维创新意识2、运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机3、通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念。 教学重点： 用向心力知识分析解释关于向心力应用的实例。教学难点：用向心力知识分析解释关于向心力应用的实例教学手段：综合运用演示实验、多媒体课件等教学手段。教学方法：启发式问题探索教学方法。教学过程： 一、引入新课请同学观察图片 引出本节课内容：水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动（仅限最高点和最底点）向心力的应用。 二、水平面内的圆周运动分析 （观看图片）提出问题 引导学生注意观察火车转弯时铁轨弯道的特点。火车转弯铁轨倾斜(一) 火车在水平弯道上的分析 1、火车车轮介绍 （以图片方式展示车轮和铁轨） 车轮有突出的轮缘 2、火车转弯特点 火车转弯是一段圆周运动。圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面。（以图片方式展示火车转弯的圆周运动轨道） 3、受力分析，确定向心力来源（以图片方式展示火车转弯时的受力情况） 分析火车的受力情况，确定其向心力由外轨对外侧车轮的轮缘的弹力提供。 4、平直弯道的弊端分析 向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，对火车和铁轨损害很大。 (二) 倾斜弯道分析： 1、火车转弯特点（以图片展示火车转弯情景） 分析火车在倾斜弯道上（外轨略高于内轨）转弯的运动特点，火车转弯是一段圆周运动。 2、受力分析，确定向心力来源（以图片方式展示火车在倾斜弯道上转弯时的受力情况。） 分析火车的受力情况，确定其向心力来源。选择合适的弯道倾斜角度，使向心力仅由N和mg的合力F合提供： F向= mv02/r = F合 = mgtg v0= （1）当v= v0 ，F向=F合 内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。（2）当vv0 ，F向F合 外轨道对外侧车轮轮缘有弹力。（3）当vv0 ，F向F合 内轨道对内侧车轮轮缘有弹力。3、总结 要使火车转弯时损害最小，应以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。 通过练习题 讨论：为什么转弯处的火车运行速度有限制？ (三) 拓展及应用 1、学生解释高速公路弯道处也是外高内底（并且超车道比主车道更加倾斜），使重力和支持力的合力提供车辆转弯时的向心力。 2、飞车走壁图片（海南汽车实验场） 三 竖直面内的圆周运动（仅限最高点和最底点） (以汽车过拱形桥为例说明)(一) 分析汽车通过最高点时对桥的压力(课件板书) 1、汽车过拱形桥特点（以图片展示汽车过拱形桥情景） 汽车过拱形桥做局部的圆周运动。圆周轨道为弯道所在的竖直轨道平面。 2、受力分析，确定向心力来源（以图片方式展示汽车在竖直弯道上的受力情况） 分析汽车的受力情况，确定其向心力由汽车的重力和桥面对汽车支持力的合力提供。 (二) 学生分析汽车通过最底点时对桥的压力。 (三) 图片展示比较汽车过桥的三种情形。 (四) 拓展及应用 水流星在最高点时，为了保证水不流下来，最小速度就为多大速度最小为（）过山车到最高点时，如果乘客没系安全带，会掉下来吗？ 四、航天器中的失重现象师：请大家看下面一幅图师：地球可以看作是一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径（约6400km）。地面上有一辆汽车在行驶，重量为G=mg，地面对它的支持力为N。根据上面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小，当汽车的速度达到一定值时，汽车与地面间就不存在挤压力了。汽车和汽车里的人物等就处于完全失重状态，这时候地球这座拱桥就“形同虚设”了，汽车就是卫星一样绕着地球转了。那这个速度是多大的？生：师：请大家根据地球半径算一下具体值。生：师：速度太大了是吧，汽车速度是绝对达不到的，所以大家也不要担心汽车会飞起来。师：汽车的速度虽然达不到这个值，但火箭、航天器的速度能达到，所以我们利用火箭发射了人造卫星。师：假设如果汽车的速度也能达到7.9km/s，那汽车也将会是绕地球旋转的卫星，此时车内的人、物等均处于失重状态。我说过，从运动研究角度而言，人、汽车、卫星、火箭的地位是相等的：都是有质量的物体。师：通过刚才的学习，我想大家应该能够理解为什么绕地球旋转的卫星或航天器中一切人和物均处于失重状态。四 小结 1、水平面内的圆周运动 2、竖直面内的圆周运动（仅限最高点和最底点）3、航天器中的失重现象 五 作业书面作业 教材 P60 2 、3