教案《水平面內的勻速圓周運動實例分析》

1、公開課課題：水平面內的勻速圓周運動實例分析ZE授課班級：高一 5班 授課時間：2019年4月23日授課教師：羅華權三維目標：1 知識與技能(1) 會在具體問題中分析向心力的來源，明確向心力是按效果命名的力；(2) 掌握應用牛頓運動定律解決勻速圓周運動問題的一般方法，會處理水平面 內勻速圓周運動問題；(3) 知道向心力，向心加速度的公式，并理解如何使用。2. 過程與方法(1) 通過列舉生活中圓周運動的例子，總結出這些多樣的圓周運動的共同特點;(2) 注意統(tǒng)一性和特殊性，注意一般方法和特殊方法，提高綜合分析的能力。3. 情感、態(tài)度與價值觀(1) 通過對圓周運動受力的分析，體會到任何事物的變化和運動

2、都能找到動力 學原因從而領悟到因果的制約與被制約關系；(2) 通過實際演練，使學生在鞏固知識的同時，體會到物理就在我們身邊，領 略到將理論應用于實際解決問題而帶來的成功的娛樂；(3) 激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生關心周圍事物的習慣。教學重難點：1.重點：學會分析實際的向心力來源，能用向心力公式解決有關圓周運動的實際 問題，其中包括汽車在水平面上的轉彎、汽車在傾斜路面上的轉彎、火車轉彎等問 題。2難點：汽車水平路面轉彎的臨界速度問題，和火車轉彎最理想速度問題。教學準備：教師準備：通過備課，準備 PPT,并從網(wǎng)上收集一些圖片和視頻。教學方法：本節(jié)采用教師講授，學生分析問題的并將其用理論知識進行歸納整

3、理的過程。課時安排：1課時教學過程：（一）知識回顧：播放視頻，復習向心力及向心加速度的計算公式。（二）視頻展示 火車與汽車事故：火車和汽車都在轉彎時發(fā)生事故，引導學 生思考，如果才能避免或降低車轉彎時事故的發(fā)生。設置懸念，引發(fā)學生學習興趣。（三）新課教學1汽車在水平路面上的轉彎（1）向心力的來源：汽車在水平路面上轉彎時，路面對汽車的靜摩擦力提供汽 車轉彎所需的向心力。（2）汽車在水平路面上轉彎，靠的是輪胎與路面間的靜摩擦力。設汽車以速率2v轉彎，要轉的彎的半徑為 R,則需要的側向靜摩擦力f m。如該汽車與地面間R側向最大靜摩擦力為fmax，有fmax m-得，轉彎的最大速率Vmax ，又R m

4、2mv oumg fmax=umg，則R 。超過這個速率Vo,汽車就會側向滑動。例1設質量為m的汽車沿半徑為R的水平圓形跑道勻速率行駛，若汽車與水平路面的動摩擦因數(shù)為卩，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度為g。要 使汽車不側滑，則汽車行駛的最大速率是多少?2汽車在傾斜(外高內低)路面上的轉彎(1) 向心力來源：汽車在傾斜路面上轉彎時，若重力和支持力的合力恰好可以 提供向心力，則汽車不受橫向摩擦力作用，否則汽車的向心力需要由重力、支持力 和摩擦力的合力提供。(2) 重力和支持力的合力提供向心力時，汽車通過彎道的速度：汽車恰好以速2度v行駛時重力與地面的支持力的合力充當向心力，即 mg t

5、anm (r為彎道半r徑，B為傾斜的角度)3.火車轉彎火車在轉彎處，外側的軌道高于內側軌道，火車的受力分析如圖所示，其轉彎 時所需向心力由重力和彈力的合力提供。設車軌間距為L，兩軌道高度差為h，車轉彎的半徑為R，質量為M的火車在軌道上行駛。由三角形邊角關系可知sin -L由火車的受力分析可知tan Mg因為B角很小，所以tan匸sin B。由于火車作勻速運動，其合外力充當向心力。所以Mg tan2V MRi解得：vgLR例2火車在半徑r= 900 m的彎道轉彎，火車質量為8X105 kg,軌道寬為1 = 1.4m,外軌比內軌高h= 14 cm,為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，給你一塊路牌來限制火車速

6、度，這塊路牌上速度應填多少？ （a很小時，可以近似認為tana=ina g取10 m/s2）討論:若火車轉彎規(guī)定的速度為V0,當火車實際速度為v時，有下列三種可能：當v= V0時，內外軌均不受側向擠壓的力；當V v0時，外軌受到側向擠壓的力（這時向心力增大，外軌提供一部分力）；當VV V0時，外軌受到側向擠壓的力（這時向心力減少，內軌提供一部分力）。 課堂小結：歸納勻速圓周運動應用問題的解題步驟：A、明確研究對象，確定它在哪個平面內做圓周運動，找到圓心和半徑。B、確定研究對象在某個位置所處的狀態(tài)，進行具體的受力分析，分析哪些力提供向心力。C、建立以向心方向為正方向的坐標，找出向心方向的合外力，

7、根據(jù)向心力公式列方程。編輯版wordD、解方程，對結果進行必要的討論練習：1. 在水平面上轉彎的汽車，提供向心力的是（）A.重力和支持力的合力B.靜摩擦力C.滑動摩擦力D.重力、支持力和牽引力的合力2.在世界一級方程式錦標賽中，賽車在水平路面上轉彎時, 常常在彎道上沖出跑編輯版word道，其原因是（A.是由于賽車行駛到彎道時,運動員未能及時轉動方向盤造成的B.是由于賽車行駛到彎道時,沒有及時加速造成的C.是由于賽車行駛到彎道時,沒有及時減速造成的D.是由于在彎道處汽車受到的摩擦力比在直道上小造成的3.某游樂場里的賽車場地為圓形，半徑為250m. 一賽車和乘客的總質量為100kg, 車輪胎與地面間的最大靜摩擦力為 600N。求：（1）若賽車的速度達到72km/h，這輛車在運動過程中會不會發(fā)生側移？（2）若將場地建成外高內低的圓形,且傾角為 45,要使賽車不受側向摩 擦力，賽車行駛速度為多少？板書設計向心力的實例分析水平面內的勻速圓周運動實例分析1、汽車在水平路面上的轉彎(1)向心力的來源：f靜提供2V m rF向=f靜(3)最大限速:V成為臨界速度2、汽車在傾斜路面上的轉彎(1)向心力的來源：G和N提供2(2) mg tanm (r