《生活中的圓周運動》教案.doc

高一物理第五章第八節(jié)生活中的圓周運動（第一課時）教學目標： 知識與技能：1、引導學生應用牛頓第二定律和有關向心力知識分析實例，使學生掌握應用向心力知識2、分析兩類圓周運動模型（豎直面內僅要求最高點和最底點）。過程和方法：鍛煉學生觀察、分析、抽象、建模的解決實際問題的思路和方法。 情感、態(tài)度和價值觀：1、培養(yǎng)學生的應用實踐能力和思維創(chuàng)新意識2、運用生活中的幾個事例，激發(fā)學生的學習興趣、求知欲和探索動機3、通過對實例的分析，建立具體問題具體分析的科學觀念。 教學重點： 用向心力知識分析解釋關于向心力應用的實例。教學難點：用向心力知識分析解釋關于向心力應用的實例教學手段：綜合運用演示實驗、多媒體課件等教學手段。教學方法：啟發(fā)式問題探索教學方法。教學過程： 一、引入新課請同學觀察圖片 引出本節(jié)課內容：水平面內的圓周運動和豎直面內的圓周運動（僅限最高點和最底點）向心力的應用。 二、水平面內的圓周運動分析 （觀看圖片）提出問題 引導學生注意觀察火車轉彎時鐵軌彎道的特點?；疖囖D彎鐵軌傾斜(一) 火車在水平彎道上的分析 1、火車車輪介紹 （以圖片方式展示車輪和鐵軌） 車輪有突出的輪緣 2、火車轉彎特點 火車轉彎是一段圓周運動。圓周軌道為彎道所在的水平軌道平面。（以圖片方式展示火車轉彎的圓周運動軌道） 3、受力分析，確定向心力來源（以圖片方式展示火車轉彎時的受力情況） 分析火車的受力情況，確定其向心力由外軌對外側車輪的輪緣的彈力提供。 4、平直彎道的弊端分析 向心力由鐵軌和車輪輪緣的相互擠壓作用產生的彈力提供，由于火車質量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，對火車和鐵軌損害很大。 (二) 傾斜彎道分析： 1、火車轉彎特點（以圖片展示火車轉彎情景） 分析火車在傾斜彎道上（外軌略高于內軌）轉彎的運動特點，火車轉彎是一段圓周運動。 2、受力分析，確定向心力來源（以圖片方式展示火車在傾斜彎道上轉彎時的受力情況。） 分析火車的受力情況，確定其向心力來源。選擇合適的彎道傾斜角度，使向心力僅由N和mg的合力F合提供： F向= mv02/r = F合 = mgtg v0= （1）當v= v0 ，F向=F合 內外軌道對火車兩側車輪輪緣都無彈力。（2）當vv0 ，F向F合 外軌道對外側車輪輪緣有彈力。（3）當vv0 ，F向F合 內軌道對內側車輪輪緣有彈力。3、總結 要使火車轉彎時損害最小，應以規(guī)定速度轉彎，此時內外軌道對火車兩側車輪輪緣都無彈力。 通過練習題 討論：為什么轉彎處的火車運行速度有限制？ (三) 拓展及應用 1、學生解釋高速公路彎道處也是外高內底（并且超車道比主車道更加傾斜），使重力和支持力的合力提供車輛轉彎時的向心力。 2、飛車走壁圖片（海南汽車實驗場） 三 豎直面內的圓周運動（僅限最高點和最底點） (以汽車過拱形橋為例說明)(一) 分析汽車通過最高點時對橋的壓力(課件板書) 1、汽車過拱形橋特點（以圖片展示汽車過拱形橋情景） 汽車過拱形橋做局部的圓周運動。圓周軌道為彎道所在的豎直軌道平面。 2、受力分析，確定向心力來源（以圖片方式展示汽車在豎直彎道上的受力情況） 分析汽車的受力情況，確定其向心力由汽車的重力和橋面對汽車支持力的合力提供。 (二) 學生分析汽車通過最底點時對橋的壓力。 (三) 圖片展示比較汽車過橋的三種情形。 (四) 拓展及應用 水流星在最高點時，為了保證水不流下來，最小速度就為多大速度最小為（）過山車到最高點時，如果乘客沒系安全帶，會掉下來嗎？ 四、航天器中的失重現象師：請大家看下面一幅圖師：地球可以看作是一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑（約6400km）。地面上有一輛汽車在行駛，重量為G=mg，地面對它的支持力為N。根據上面的分析，汽車速度越大，地面對它的支持力就越小，當汽車的速度達到一定值時，汽車與地面間就不存在擠壓力了。汽車和汽車里的人物等就處于完全失重狀態(tài)，這時候地球這座拱橋就“形同虛設”了，汽車就是衛(wèi)星一樣繞著地球轉了。那這個速度是多大的？生：師：請大家根據地球半徑算一下具體值。生：師：速度太大了是吧，汽車速度是絕對達不到的，所以大家也不要擔心汽車會飛起來。師：汽車的速度雖然達不到這個值，但火箭、航天器的速度能達到，所以我們利用火箭發(fā)射了人造衛(wèi)星。師：假設如果汽車的速度也能達到7.9km/s，那汽車也將會是繞地球旋轉的衛(wèi)星，此時車內的人、物等均處于失重狀態(tài)。我說過，從運動研究角度而言，人、汽車、衛(wèi)星、火箭的地位是相等的：都是有質量的物體。師：通過剛才的學習，我想大家應該能夠理解為什