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1、2020-2021學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)(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(dòng) 7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)(3)教案 新人教版必修2年級(jí):姓名:- 8 -生活中的圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)的向心力。二、教學(xué)目標(biāo)分析(一)知識(shí)目標(biāo):1進(jìn)一步加深對(duì)向心力的認(rèn)識(shí),會(huì)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(shí)的能力。(二)能力目標(biāo):1學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)方法,會(huì)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(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)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(jià)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(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。2體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的奧妙,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)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(jì)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(dòng)的物體另外受到的力,課本中明確指出這種看法是錯(cuò)誤的,以及如何正確認(rèn)識(shí)向心力的來源,并且對(duì)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(duì)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(shí)。六、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)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(dòng)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(qǐng)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(qǐng)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(shí)做曲線運(yùn)動(dòng),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(zhǎng)時(shí)間后,對(duì)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(shí)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(shí)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(dòng)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(jì)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(shí),在豎直方向上受力如何? 如果汽車在拱形橋頂點(diǎn)靜止時(shí),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(shí)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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢?當(dāng)速度不斷增大的時(shí)候,壓力會(huì)不斷減小,當(dāng)達(dá)到時(shí),汽車對(duì)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(huì)怎么運(yùn)動(dòng)?(提示,此時(shí)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(shí),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(dòng)。問題6:如果是凹形橋,汽車行駛在最低點(diǎn)時(shí),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?cè)?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(dòng),我們?nèi)允褂昧藙蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的公式,原因是向心力和向心加速度的公式對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用。(三)課堂小結(jié) 請(qǐng)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(shí),老師及時(shí)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(gè)巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛,不斷加速。請(qǐng)思考:會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。速度大到一定程度時(shí),地面對(duì)車的支持力是0?此時(shí)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(shí)可能有什么感覺?(五)航天器中的失重現(xiàn)象和離心運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)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)
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