2020-2021學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動 7 生活中的圓周運(yùn)動（3）教案 新人教版必修2

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動 7 生活中的圓周運(yùn)動（3）教案 新人教版必修22020-2021學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動 7 生活中的圓周運(yùn)動（3）教案 新人教版必修2年級：姓名：- 8 -生活中的圓周運(yùn)動一、課程標(biāo)準(zhǔn)的要求能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動的向心力。二、教學(xué)目標(biāo)分析（一）知識目標(biāo)：1進(jìn)一步加深對向心力的認(rèn)識，會在實(shí)際問題中分析向心力的來源。2培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識的能力。（二）能力目標(biāo)：1學(xué)會分析圓周運(yùn)動方法，會分析拱形橋、彎道等實(shí)際的例子，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。2通過對幾個圓周運(yùn)動的事例分析，掌握用牛頓第二定

2、律分析向心力的方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)：1通過向心力在具體問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識。2體會圓周運(yùn)動的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的求知欲。四、教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：分析具體問題中向心力的來源。設(shè)計意圖：學(xué)生常常誤認(rèn)為向心力是一種特殊的力，是做勻速圓周運(yùn)動的物體另外受到的力，課本中明確指出這種看法是錯誤的，以及如何正確認(rèn)識向心力的來源，并且對向心力的來源分析地比較仔細(xì)，因此教學(xué)中應(yīng)充分重視這一點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：在具體問題中分析向心力來源，尤其是在火車轉(zhuǎn)彎問題中。突破辦法：組織學(xué)生多討論，多做練習(xí)，對學(xué)生不太熟悉的火車車輪結(jié)構(gòu)等問題借助演示圖片加以說明，使

3、學(xué)生更易理解。五、教學(xué)手段多媒體：主要powerpoint演示文稿以及圖片，并輔以視頻。多媒體使用說明：多媒體作為教學(xué)輔助手段，使空洞的語言描述得以形象直觀地展現(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。六、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課（多媒體展示）一、出示本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)1鐵路的彎道2拱形橋和凹形橋3.航天器中的失重現(xiàn)象4.離心運(yùn)動通過教師提問的方式，復(fù)習(xí)引入本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。新課教學(xué)主要過程、新課教學(xué)主要過程（一）火車轉(zhuǎn)彎觀看火車過彎道的影片和火車車輪的結(jié)構(gòu)的系列圖片，請學(xué)生注意觀察鐵軌彎道的特點(diǎn)和火車車輪的特殊結(jié)構(gòu)問題1：請根據(jù)你所了解的以及你剛才從圖片中觀察到的情況，說一說火車的車輪結(jié)構(gòu)如何

4、？軌道結(jié)構(gòu)如何？軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。問題2：如果內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時做曲線運(yùn)動，所受合外力應(yīng)該怎樣？需要的向心力有那些力提供。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行弊端分析，提出下面的問題問題3：火車的質(zhì)量很大，行駛的速度很大，如此長時間后，對軌道和列車有什么影響？如何改進(jìn)才能夠使軌道和輪緣不容易損壞呢？再次展示火車轉(zhuǎn)彎時候的圖片，提醒學(xué)生觀察軌道的情況。學(xué)生討論后總結(jié)：1如果在轉(zhuǎn)彎處使外軌道略高于內(nèi)軌道，火車受力不是豎直的，而是斜向軌道的內(nèi)側(cè)。它與重力的合力指向圓心，成為使火車轉(zhuǎn)彎的向心力。2如果根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑r和火車行駛速度v適當(dāng)調(diào)整內(nèi)外軌道的高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需要的向心力完全由重力g和支持力

5、fn的合力提供，這樣外軌道就不再受輪緣的擠壓了。（多媒體展示火車轉(zhuǎn)彎的動力學(xué)分析過程以及轉(zhuǎn)彎速度、內(nèi)外軌高度差、半徑的等量關(guān)系式）思維拓展極其應(yīng)用：山區(qū)鐵路彎道過多，能否大面積提速？賽車影片中，若減少水平彎道事故，你怎樣設(shè)計彎道中的路面？你觀察過高速路轉(zhuǎn)彎處路面的情況嗎？點(diǎn)撥：高速路面上也是外高內(nèi)地，并且超車道比主車道更加傾斜。 拓展：自行車轉(zhuǎn)彎、賽車轉(zhuǎn)彎、小鳥轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)轉(zhuǎn)彎與此類似。（二）汽車過橋?qū)嵗治?展示圖片 拱形橋 凹形橋以凸形橋?yàn)槔ㄟ^提問，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。問題1：如果汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時，在豎直方向上受力如何？ 如果汽車在拱形橋頂點(diǎn)靜止時，橋面受到的壓力如何？問題2

6、：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點(diǎn)的時候，橋面受到的壓力如何？引導(dǎo)學(xué)生分析受力情況，并逐步求得橋面所受壓力。分析過程：確定研究對象；分析汽車的受力情況；找圓心；確定f合即f向心力的方向；根據(jù)牛頓第二定律列方程，得出結(jié)論。ppt展示解題過程問題3：根據(jù)上式，結(jié)合前面的問題你能得出什么結(jié)論？a汽車對橋面的壓力小于汽車的重力mg；b汽車行駛的速度越大，汽車對橋面的壓力越小。問題4：試分析如果汽車的速度不斷增大，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？當(dāng)速度不斷增大的時候，壓力會不斷減小，當(dāng)達(dá)到時，汽車對橋面完全沒有壓力，汽車“飄離”橋面。問題5：如果汽車的速度更大呢？汽車會怎么運(yùn)動？（提示，此時汽車受

7、力、速度、加速度如何）汽車以大于或等于的速度駛過拱形橋的最高點(diǎn)時，汽車與橋面的相互作用力為零，汽車只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽車將做平拋運(yùn)動。問題6：如果是凹形橋，汽車行駛在最低點(diǎn)時，橋面受到的壓力如何？（學(xué)生板演解題過程）問題7：前面我們曾經(jīng)學(xué)習(xí)過超重和失重現(xiàn)象，那么試?yán)谩俺?、失重”的觀點(diǎn)定性分析汽車在拱形橋最高點(diǎn)，凹形橋的最低點(diǎn)分別處于哪種狀態(tài)？強(qiáng)調(diào)：汽車做的不是勻速圓周運(yùn)動，我們?nèi)允褂昧藙蛩賵A周運(yùn)動的公式，原因是向心力和向心加速度的公式對于變速圓周運(yùn)動同樣適用。（三）課堂小結(jié) 請同學(xué)來完成，教師進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充學(xué)生回答不完整時，老師及時補(bǔ)充（四）鞏固與拓展訓(xùn)練兩道練習(xí)題見ppt（小組討論）地球可以看作一個巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛，不斷加速。請思考：會不會出現(xiàn)這樣的情況。速度大到一定程度時，地面對車的支持力是0？此時汽車處于什么狀態(tài)？駕駛員與座椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間的壓力是多少？駕駛員此時可能有什么感覺？（五）航天器中的失重現(xiàn)象和離心運(yùn)動這兩個問題讓學(xué)生看教學(xué)視頻，欣賞專家講解，結(jié)束本節(jié)課。突破難點(diǎn)：1. 鐵軌彎道的特點(diǎn)