人教版物理必修2《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì).doc

教學(xué)設(shè)計(jì)新課引入出示小水桶，往里加水，桶口朝下，水流出。那如果我這樣做呢？進(jìn)行雜技表演-水流星。并問學(xué)生：為什么在最高點(diǎn)處水也不會(huì)流出？帶著這個(gè)問題走進(jìn)今天的學(xué)習(xí)-生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。出示一組圖片。這些都是生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。新課教學(xué)下面，我們研究兩個(gè)實(shí)例：（一） 火車轉(zhuǎn)彎（1）火車水平轉(zhuǎn)彎教師提問：在水平軌道上轉(zhuǎn)彎的火車?；疖囀艿侥男┝Φ淖饔?？學(xué)生分析受力，并回答：教師提問：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是如何產(chǎn)生的？學(xué)生思考并回答。師生互動(dòng)：當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合外力不為零，合外力提供火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力；由受力分析得：此時(shí)提供火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力的是鐵軌外緣和輪緣相互擠壓產(chǎn)生的彈力。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：擠壓的結(jié)果會(huì)如何？學(xué)生討論:由于火車質(zhì)量很大，行駛的速度很高，故所需向心力通常很大，這樣，導(dǎo)致鐵軌外緣和輪緣間的相互作用力很大，容易造成鐵軌和輪緣的損壞，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。教師總結(jié)：由于平面轉(zhuǎn)彎軌道鐵軌和輪緣容易損壞，因此實(shí)際應(yīng)用中多采用下面的彎道，其外軌略高于內(nèi)軌。（2）外軌高于內(nèi)軌當(dāng)外軌比內(nèi)軌高時(shí)，鐵軌對(duì)火車的支持力不再是豎直向上，和重力的合力可以提供向心力，可以減輕軌和輪緣的擠壓最佳情況是向心力恰好由支持力和重力的合力提供，鐵軌的內(nèi)、外軌均不受到側(cè)向擠壓的力定量分析火車轉(zhuǎn)彎的最佳情況受力分析：如圖所示火車受到的支持力和重力的合力的水平指向圓心，成為使火車轉(zhuǎn)彎的向心力動(dòng)力學(xué)方程：根據(jù)牛頓第二定律得mgtanmv02/r其中r是轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑，是使內(nèi)外軌均不受力的最佳速度分析結(jié)論：解上述方程可知v02rgtan可見，最佳情況是由v0、r、共同決定的當(dāng)火車實(shí)際速度為v時(shí)，可有三種可能，當(dāng)vv0時(shí)，內(nèi)外軌均不受側(cè)向擠壓的力；當(dāng)vv0時(shí)，外軌受到側(cè)向擠壓的力（這時(shí)向心力增大，外軌提供一部分力）；當(dāng)vv0時(shí)，內(nèi)軌受到側(cè)向擠壓的力（這時(shí)向心力減少，內(nèi)軌提供一部分力）（二）汽車過拱橋圖片展示汽車過凸形拱橋的物理情景提問汽車過拱橋橋頂?shù)南蛐牧θ绾萎a(chǎn)生？方向如何？汽車在橋頂受到重力和支持力，向心力由二者的合力提供，方向豎直向下由牛頓第二定律得GNmv2/r解得NGmv2/r出示例題:例1、有一輛質(zhì)量m為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋。（g取10m/s2）（1）汽車到達(dá)橋頂時(shí)速度為5m/s，汽車對(duì)橋的壓力是多大？（2）汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時(shí)便恰好對(duì)橋沒有壓力而騰空？（3）汽車對(duì)地面的壓力過小是不安全的.因此從這個(gè)角度講，汽車過橋時(shí)的速度不能過大。對(duì)于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全，還是小些比較安全？（4）如果拱橋的半徑增大到與地球半徑一樣，汽車要在地面上騰空，速度要多大？（已知地球半徑為6400km）（先出示前兩問并找生到黑板板演。解決之后再逐步出示后兩問。）（三）、航天器中的失重現(xiàn)象從剛才研究的這道例題可以看出，當(dāng)汽車通過拱形橋拱形橋最高點(diǎn)時(shí)，如果車速達(dá)到一定大小，則可使汽車對(duì)橋面的壓力為零第四問中的情形，速度達(dá)到一定程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是零。這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少?他這時(shí)可能有什么感覺?引出問題：這種情景其實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，不過不是在汽車上，而是在航天器中投影：假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球傲勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們?cè)诘孛嫔系闹亓υ嚽笞搶?duì)宇航員的支持力。通過求解你可以得出什么結(jié)論?生：其實(shí)在任何關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)又不受阻力的飛行器中，都是一個(gè)完全失重的環(huán)境。通過實(shí)例分析，讓學(xué)生了解到航天器中的失重現(xiàn)象學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣四、離心運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?如果物體受的合力不足以提供向心力，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?由學(xué)生發(fā)表見解見解并說明原因。總結(jié)出如果向心力突然消失，物體由于慣性，會(huì)沿切線方向飛出去如果物體受的合力不足以提供向心力，物體雖不能沿切線方向飛出去，但會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心。這兩種運(yùn)動(dòng)都叫做離心運(yùn)動(dòng)。學(xué)生看書解決離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用與危害及危害的防止投影一些生活中的離心現(xiàn)象：棉花糖，洗衣機(jī)脫水，汽車轉(zhuǎn)彎并解釋上面的問題?，F(xiàn)在同學(xué)們明白水流星小雜技表演中水在最高點(diǎn)為什么不會(huì)流出了嗎？投影水流星模型圖，引導(dǎo)學(xué)生分析受力，并列出牛頓第二定律表達(dá)式，做出原理解釋。當(dāng)堂鞏固完成導(dǎo)學(xué)案知能提升部分題目：1、2、6小結(jié)師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)本節(jié)內(nèi)容的理解，小組交流，組內(nèi)總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，并找生口述本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。生：師點(diǎn)評(píng)：課件展示，總結(jié)。布置作業(yè)課下鞏固本節(jié)知識(shí)完成導(dǎo)學(xué)案知能提