豎直平面內的圓周運動導學案方(共5頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第五章豎直面內的圓周運動導學案 方艷華 2015年3月【教學目標】（一） 知識與技能1、知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產生向心加速，它就是圓周運動的物體所受的向心力。會在具體問題中分析向心力的來源。2、理解勻速圓周運動的規(guī)律。3、知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度。（二） 過程與方法1、通過對勻速圓周運動的實例分析，滲透理論聯(lián)系實際的觀點，提高學生的分析和解決問題的能力.2、通過勻速圓周運動的規(guī)律也可以在變速圓周運動中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關系，提高學生的分析能力.（三） 情感、

2、態(tài)度與價值觀對幾個實例的分析，使學生明確具體問題必須具體分析，學會用合理、科學的方法處理問題。教學重點：在具體問題中能找到向心力，并結合牛頓運動定律求解有關問題。教學難點1、具體問題中向心力的來源。2、關于對臨界問題的討論和分析。【學情分析】學生通過上節(jié)課的學習已經初步的掌握了解決圓周運動問題的一般方法，在此基礎上，本節(jié)課在深入的探討生活中的圓周運動，特別是臨界問題的解決?！窘滩姆治觥坑懻摻炭茣械倪@幾個實例時，要抓住這樣的基本思想，即先分析物體所受的力，然后列出方程、解方程?！窘虒W手段和設施】探究式教學。一個透明的塑料瓶和一個過山車演示儀【教學過程】l 溫故知新1、做勻速圓周運動的物體的受力

3、特點：2、向心力公式的復習：Fn= V3、汽車過橋問題的回顧: V .課堂引入：向學生展示過山車的圖片和演示水流星的表演，并提出問題：為什么在最高點時過山車不下落？水不流下呢？要解開這一謎團，就一起來走進本節(jié)豎直面內的圓周運動。Vl 課堂自主導學繩一、 繩模型（一） 繩拴小球在豎直面內做圓周運動【演示】用一細繩拴住一重物在豎直面內做圓周運動V繩【問題探討】（1）分析小球在最高點的受力情況和運動情況的關系。列式：當V增大或減小時，繩上的拉力。（2）分析小球在最低點的情況列式：當V增大或減小時，繩上的拉力?！旧钊胩骄俊?、當小球恰好通過最高點，應滿足拉力，此時小球通過最高點的速度是最小的，通常情況

4、下叫臨界速度V0。此時提供向心力，有，求得V0=。2、若在最高點小球速度小于V0，小球將在重力的作用下下落。（mg>m,球做近心運動）3、若在最高點小球速度大于V0，小球將在的作用下做圓周運動。此時向心力由共同提供。列式：。V（二）小球在豎直光滑軌道面內側做圓周運動。（過山車模型）V（學生分析討論回答結果）1. 小球在最高點向心力來源？列式：V2. 在最低點向心力來源？列式：3.小球恰好通過最高點，應滿足彈力，列式得臨界速度V0=。4. 若在最高點小球速度小于V0，小球將在重力的作用下下落。5. 若在最高點小球速度大于V0，小球將在的作用下做圓周運動。此時向心力由共同提供。列式即為。V

5、（三）水流星模型。（自主求解）探究：水怎樣才能不灑出來？1. 研究對象為。2. 水在隨杯子做 運動，在最高點豎直方向受力有。3. 此模型類比于。4. 要想使水不灑出來，在最高點剛好（恰好）不灑出來受力特征：，此時最高點臨界速度V0，實際運動過程中若使表演得以完成，在最高點水流星速度V應滿足。引導學生總結：1.“繩”（或圓軌道內側或水流星）（填“能”或“不能”）提供支撐力，只能提供拉力。2.對于繩模型，在圓周運動最高點：通過最高點的最小速度為：v=，此時向心力完全由重力提供，即：F向= mg。V二 桿模型 “桿流星”【設問】輕桿與繩的區(qū)別都有那些呢 ？ 桿?！締栴}研討】當小球運動到最高點時:（1

6、） 情況一：小球只受到重力的作用，即此時輕桿對小球沒有作用力，求小球此時的速度大小（已知桿的長度為r） （2） 情況二：若小球在最高點的速度大于上述速度，試分析此時輕桿的作用力是 ，方向 （3） 情況三：若小球在最高點的速度小于上述速度，試分析此時輕桿的作用力 ，方向 【歸納總結】當V 時，輕桿對小球沒有作用力.當V 時，輕桿對小球施加的是向 的拉力.當V 時，輕桿對小球施加的是向 的支持力.在最高點的最小速度V0= 【問題研討】當小球運動到最低點時輕桿對小球的作用力情況怎樣和最高點時有什么不同呢？ 。三 跟蹤訓練例1、 長為0.4m的輕繩一端系一質量為1kg的小球在豎直平面內做圓周運動，它在

7、最高點的最小速度是多少？(g=10m/s2)例2、 如果上題改成長為0.4m的輕桿一端系一小球在豎直平面內做圓周運動，它在最高點的最小速度是多少？當球在最高點速度為4m/s 時，求桿對球的作用力，當小球在最高點速度1m/s時，求桿對球的作用力。例3、 繩長0.5m,杯子的大小忽略不計。整個裝置在豎直面內做圓周運動，簡稱水流星。若水不灑出來，則水流行在最高點的速度至少應為多少？四 總結1、在解決圓周運動的問題中，首先要對物體進行受力分析，找出向心力的來源及表達式。2.向心力的來源：向心力是一種 力，并不是一種特殊的、另外的力，它可以由一個力或幾個力的合力來提供。3、在分析豎直平面內圓周運動問題時

8、，應注意一下幾個問題：（1）分清是“桿模型”還是“繩模型”（2）在最低點，不管是繩模型、還是桿模型向心力都符合：F向=F拉mg（3）在最高點：對于繩模型，通過最高點的最小速度為：v= ，此時向心力完全由重力提供，即： 。對于桿模型，通過最高點的最小速度為0。而v= ，是桿對球產生拉力或支持力的分界點。當v>，桿對球產生 力；當v=，桿對球 作用力；當v<，桿對球產生 力。體系拓展：小球在光滑管內做圓周運動，在最高點的情況怎樣？（小球直徑略小于管的內徑）課堂檢測：1. 長度均為L的輕桿和輕繩一端固定在轉軸上, 另一端各系一個質量為m的小球, 它們各自在豎直平面內恰好做圓周運動, 則小

9、球運動到最低點時, 桿、繩所受拉力之比為（ ）BO 圖11A A. 5 : 6 B. 1 : 1 C. 2 : 3 D. 1 : 22、如圖11，輕桿的一端與小球相連接，輕桿另一端過O軸在豎直平面內做圓周運動。當小球達到最高點A、最低點B時，桿對小球的作用力可能是：A. 在A處為推力，B處為推力B. 在A處為拉力，B處為拉力C. 在A處為推力，B處為拉力D. 在A處作用力為零，在B處作用力不為零3. 長為L的輕繩一端系一質量為m的物體, 另一端被質量為M的人用手握住. 人站在水平地面上, 使物體在豎直平面內作圓周運動, 物體經過最高點時速度為v , 則此時人對地面的壓力為（ ） A. ( M + m )g B. ( M + m )g + C. M g + D. ( M m )g 4一輕桿一端固定一質量為m 的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內做半徑為R 的圓周運動，以下說法正確的是：      A、小球過最高點時，桿所受的彈力可以為零       B、小球過最高點時最小速度為     C、小球過最高點時，桿對球的作用力可以與球所受重力方向相反， 此時重力一定大于桿對球的作用力  &