教育部參賽_生活中的圓周運(yùn)動(dòng)_葛為民

1、第四屆全國(guó)中小學(xué)“教學(xué)中的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”優(yōu)秀教學(xué)案例評(píng)選§5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教案設(shè)計(jì)一、 教案設(shè)計(jì)背景：（1）1面向?qū)W生： 高中 2課時(shí)：共2課時(shí) 教材版本：新人教版必修2（2010年4月第3版） （2）本節(jié)是本章曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)應(yīng)用階段，是讓學(xué)生建立學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)興趣的關(guān)鍵一課，也是讓學(xué)生建立牛頓運(yùn)動(dòng)定律與圓周運(yùn)動(dòng)相互聯(lián)系的很重要的一節(jié)課，承上啟下為以后學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力與航天等知識(shí)提供鋪墊。 本教學(xué)設(shè)計(jì)以新課程的三維目標(biāo)為依據(jù)，重視學(xué)生的探究過(guò)程，體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念。運(yùn)用教學(xué)中的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，力求把理論與實(shí)際相聯(lián)系，以獲得活躍、輕松、積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)合作

2、探究，為學(xué)生之間，學(xué)生與教師的交流與合作創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)。同時(shí)了解物理學(xué)的主要成就以及對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，提高學(xué)生科學(xué)探究能力、實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)的能力；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，提高學(xué)生的空間想象能力、抽象思維能力，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法。二、 教材分析：本節(jié)內(nèi)容是曲線運(yùn)動(dòng)這一章的重點(diǎn)，要求學(xué)生知道什么是向心加速度、向心力，明確它們之間的關(guān)系，然后再用牛頓第二定律列方程。既是圓周運(yùn)的向心加速度與向心力的具體應(yīng)用，也是牛頓運(yùn)動(dòng)定律在曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)中的提升，也將為學(xué)習(xí)后續(xù)的萬(wàn)有引力與航天的應(yīng)用、帶電粒子在磁場(chǎng)（或復(fù)合場(chǎng)中）的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容作為充分準(zhǔn)備。三、 學(xué)情分析：

3、 學(xué)生在學(xué)習(xí)了線速度、角速度、周期、向心加速度與向心力等概念之后，覺(jué)得概念多，沒(méi)頭緒，甚至覺(jué)得太抽象了。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，原因主要是首先對(duì)概念的理解程度尚不透徹，其次與生活實(shí)際例子講述的不足也有關(guān)，不能較好的把抽象的概念、理論與生活中鮮活的例子相結(jié)合起來(lái)。他們的空間想象能力也不足，邏輯思維有待提高，也不能把把普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)應(yīng)用到物理中來(lái)，缺少分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。所以本節(jié)內(nèi)容將對(duì)生活的圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剖析，以期望他們理論聯(lián)系實(shí)際，較好的提高自己的綜合能力。四、 教學(xué)目標(biāo)：【知識(shí)與技能】1、復(fù)習(xí)向心加速度與向心力的相關(guān)知識(shí)；2、通過(guò)生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，學(xué)會(huì)分析實(shí)例中向心力的來(lái)源；3、讓學(xué)生既要理解生

4、活中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源，而且也要掌握變速圓周運(yùn)動(dòng)中特殊位置向心力的來(lái)源，會(huì)用相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題；4、會(huì)利用教學(xué)中的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，尋找相關(guān)知識(shí)的來(lái)源，融入到課堂中來(lái)?！具^(guò)程與方法】1、通過(guò)汽車、火車拐彎分析水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)過(guò)橋分析豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)；2、研究航天中的失重現(xiàn)象，生活中的離心運(yùn)動(dòng)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力；3、調(diào)查公路或鐵路拐彎處的傾斜情況，嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】1、通過(guò)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用，滲透事物是普遍聯(lián)系的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力；2、通過(guò)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析

5、使學(xué)生知道事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來(lái)研究問(wèn)題；3、提高將物理知識(shí)應(yīng)用于生活與生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，以及勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題的精神；4、通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受到物理學(xué)基本規(guī)律的簡(jiǎn)潔性與普適性，充分領(lǐng)略到它的優(yōu)美，激勵(lì)他們像一代一代科學(xué)家那樣以無(wú)限的熱情獻(xiàn)身于對(duì)科學(xué)的探索。五、教學(xué)重點(diǎn)：結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例，理解向心力是一種效果力；會(huì)分析實(shí)際例子中向心力的來(lái)源，并能結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)解決相關(guān)的問(wèn)題。六、教學(xué)難點(diǎn)：受力分析尋找向心力的來(lái)源；臨界問(wèn)題的分析與討論；變速圓周運(yùn)動(dòng)的分析與解決；離心運(yùn)動(dòng)的理解。七、教學(xué)方法：筆者本人在上課之前要求學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，先讓學(xué)生對(duì)

6、照課本與學(xué)案中的相應(yīng)問(wèn)題與內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)的儲(chǔ)備，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)的興趣與樂(lè)趣，充分領(lǐng)略到理論與實(shí)際的融合帶來(lái)解決問(wèn)題的喜悅感與成就感。通過(guò)每位學(xué)生親力親為的知識(shí)準(zhǔn)備，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)資源的無(wú)限性，尋找相關(guān)的視頻與圖片，精選出好的素材，以供大家研究探討。在復(fù)習(xí)之前知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)教師啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、小組討論、交流，拓展，使課堂成為每個(gè)學(xué)生獲得印象深刻的知識(shí)的樂(lè)園，體現(xiàn)以學(xué)生為主體的新課改的理念。八、課前準(zhǔn)備： 1、教師準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備相關(guān)演示實(shí)驗(yàn)器材；在百度、優(yōu)酷、土豆等網(wǎng)站搜索相關(guān)視頻與圖片等資料，精選其中的有用資料，制作課件、建立圓周運(yùn)動(dòng)資源庫(kù)等。2、學(xué)生課前準(zhǔn)備：結(jié)合學(xué)案，復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)及準(zhǔn)

7、備相關(guān)材料；九、教學(xué)過(guò)程：復(fù)習(xí)：<一>引入課題： 教師提問(wèn) 生活中有很多的圓周運(yùn)動(dòng)的例子，你能列舉一些嗎？（可以個(gè)別回答，也可以集體回答） 學(xué)生回答 汽車轉(zhuǎn)彎、火車轉(zhuǎn)彎、地球公轉(zhuǎn)、汽車過(guò)橋、水流星等等（學(xué)生回答踴躍，氣氛積極向上） 學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索展示 火車轉(zhuǎn)彎：一般車根本上不去的悍馬車測(cè)試拱橋：兒童轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)動(dòng)：飛機(jī)拐彎：拉力賽車翻車視頻： 教師提問(wèn) 大家了解到生活中的圓周運(yùn)動(dòng)是各式各樣的，大家都知道圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，你們能談?wù)剬?duì)向心力的認(rèn)識(shí)嗎？ 教師引導(dǎo) 大家可以相互討論交流，回憶之前幾節(jié)課的知識(shí)。 學(xué)生回答 甲：向心力就是物體所受的合力，總是指向圓心的；乙：向心力是按力的作用效果命

8、名的力，并且是由其他實(shí)際存在力來(lái)提供的；丙3：對(duì)于做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，不管是勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是變速圓周運(yùn)動(dòng)，它在半徑方向的合外力大小必定是向心力的表達(dá)式等 教師總結(jié) 總結(jié)學(xué)生所回答的知識(shí)，繼而鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。 學(xué)生活動(dòng) 積極提問(wèn)，碰撞出知識(shí)的火花。（表?yè)P(yáng)學(xué)生回答） 教師總結(jié) 同學(xué)們剛剛踴躍提問(wèn)、回答所涉及的其實(shí)大部分知識(shí)，我們本節(jié)課會(huì)一一解決，我們將選取分析幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的例子，尋找向心力的來(lái)源，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題。<二>新授過(guò)程：（一）拐彎（研究水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）【例子1】火車拐彎 教師敘述 首先，讓我們一起來(lái)看火車拐彎（播放火車拐彎視頻）。火車轉(zhuǎn)彎：

9、教師講述與提問(wèn) 大家看到視頻里面，鐵路彎道一樣高嗎？ 學(xué)生回答 可能一樣高吧，也可能不一樣高吧。（大部分學(xué)生還是覺(jué)得不一樣高）。 教師提問(wèn) 那么轉(zhuǎn)彎時(shí)如果內(nèi)外軌到一樣高會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？ 教師展示 我們先來(lái)看一下下面2幅圖片（ppt展示） 圖片1 圖片2 教師敘述 大家可以看到火車車輪有突出的輪緣，軌道將兩輪緣卡在里面。 教師提問(wèn) 大家看到在水平方向做圓周運(yùn)動(dòng)，是什么力提供火車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力呢？ 學(xué)生回答 重力、支持力（學(xué)生可能一下子答不出外側(cè)車輪與外軌道的相互彈力，給學(xué)生思考的時(shí)間或討論）、某同學(xué)回答：“因?yàn)榈雀呦喈?dāng)于水平面，那么重力與支持力的合力為零，所以不能提供向心力，所以火車轉(zhuǎn)

10、彎時(shí)有向外甩的趨勢(shì)，車輪與軌道間就會(huì)發(fā)生擠壓，是軌道對(duì)車輪的擠壓力提供了火車轉(zhuǎn)彎的向心力?！?教師提問(wèn) 那么到底是車輪與內(nèi)軌擠壓還是與外軌擠壓？ 學(xué)生回答 因?yàn)楹狭σ赶驁A心，所以應(yīng)該是與外軌擠壓，沿半徑向外擠壓以獲得沿半徑向內(nèi)的彈力，來(lái)提供向心力。（表?yè)P(yáng)學(xué)生） 教師講述 先展示圖片3、4（ppt展示）F 圖片3 圖片4 輪緣所以由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，由得，可得火車質(zhì)量很大，向心力很大，故輪緣和外軌間的相互擠壓很大才能獲得較大的彈力，長(zhǎng)此以往極易損害鐵軌，導(dǎo)致發(fā)生事故。（展示圖片5，鼓勵(lì)大家，運(yùn)用物理知識(shí)解決問(wèn)題） 學(xué)生反應(yīng) 渴望得以解決問(wèn)題。 圖片5 教師提問(wèn) 那么同學(xué)們有什

11、么方法將鐵軌改進(jìn)一下，來(lái)克服這個(gè)缺點(diǎn)呢？ 學(xué)生回答 應(yīng)該將外軌適當(dāng)抬高，讓重力與支持力的合力來(lái)幫忙，以減少擠壓。（表?yè)P(yáng)學(xué)生） 教師分析 下面我們來(lái)受力分析，研究該問(wèn)題實(shí)際轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，支持力與重力的合力水平指向內(nèi)側(cè)圓心，提供火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力。轉(zhuǎn)彎處要選擇內(nèi)外軌適當(dāng)?shù)母叨炔?，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力完全由重力與支持力提供，外軌甚至內(nèi)軌均不受輪緣的擠壓了。如圖6所示由，又（也可以先叫同學(xué)上黑板畫圖分析，教師巡視并及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，如將重力和支持力的合力畫成沿斜面向下。提醒學(xué)生向心力必須指向圓心，因而肯定是在水平面內(nèi)。）同學(xué)們得出結(jié)論后知道此速度為一臨界值，也可以說(shuō)是特定的速度因?yàn)榛疖囈?/p>

12、轉(zhuǎn)彎時(shí)，此時(shí)向心力完全有重力與支持力的合力提供的。此時(shí)，輪緣與軌道間沒(méi)有擠壓，這樣既安全，又對(duì)車輪和鐵軌又有保護(hù)。 教師設(shè)疑 那么如果火車以小于該速度和以大于該速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？ 學(xué)生討論與交流 、回答如果大于，那么重力與支持力的合力不夠提供向心力，就會(huì)擠壓外軌，以獲得向心方向的彈力；如果小于，那么重力與支持力的合力足夠提供向心力且還嫌多，就會(huì)擠壓內(nèi)軌，以獲得遠(yuǎn)離圓心方向的彈力。（可能有多種回答，教師耐心啟發(fā)學(xué)生） 教師總結(jié) 當(dāng)時(shí)，內(nèi)外軌對(duì)車輪均無(wú)彈力作用；當(dāng)時(shí)，外軌對(duì)外輪緣有彈力； 當(dāng)時(shí)，內(nèi)軌對(duì)內(nèi)輪緣有彈力。（同時(shí)啟發(fā)學(xué)生如果速度過(guò)大，可能導(dǎo)致外軌對(duì)外輪緣的彈力過(guò)大而發(fā)生事故）

13、教師留疑 那么碰到具體此類問(wèn)題，怎么解題呢？（啟發(fā)回憶，碰到多個(gè)力的時(shí)候可以用正交分解，豎直方向平衡，水平方向合力提供向心力，課后練習(xí)中思考） 教師設(shè)疑 那么火車軌道內(nèi)外軌的高度差具體有多少呢？下面我們通過(guò)一個(gè)題目來(lái)分析一下。 課堂練習(xí)1：某鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是r，兩鐵軌之間的距離是d，若規(guī)定火車通過(guò)這個(gè)彎道的速度為v,則內(nèi)外鐵軌的高度差應(yīng)該是多大，才能使火車轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外軌均不受輪緣的擠壓？ 學(xué)生展示 火車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的向心力由火車重力和軌道對(duì)它的支持力的合力提供，由于軌道平面和水平面的夾角很小，可以近似的認(rèn)為，得。 教師活動(dòng)可以適當(dāng)增加課堂練習(xí)。 教師網(wǎng)絡(luò)搜索 那么汽車轉(zhuǎn)彎呢？（播放水平轉(zhuǎn)彎視

14、頻）監(jiān)拍貨車超速轉(zhuǎn)彎翻車驚險(xiǎn)瞬間 學(xué)生反應(yīng) 認(rèn)真觀察與思考，興趣濃烈。很快同學(xué)們想出了其中的道理。 學(xué)生展示 甲同學(xué)：向心力是由靜摩擦力提供，由，得。乙同學(xué)：靜摩擦力有最大值的，所以，又因?yàn)樽畲箪o摩擦力可以認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，所以，所以。丙同學(xué)：這個(gè)速度應(yīng)該就是汽車轉(zhuǎn)彎的最大安全速度了，否則會(huì)出現(xiàn)翻車事故。 教師點(diǎn)撥 那么想要以更大速度轉(zhuǎn)彎，有什么辦法呢？ 學(xué)生展示 各式各樣的回答，有增大輪胎與地面的動(dòng)摩擦系數(shù)，有增大轉(zhuǎn)彎的半徑，還有學(xué)生說(shuō)可以和火車外軌高于內(nèi)軌那樣，把公路造成傾斜等等答案。 學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索 在傾斜公路上轉(zhuǎn)彎視頻 與圖片7。教師巡視并及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，如將重力和支持力的合力畫成

15、沿斜面向下。提醒學(xué)生向心力必須指向圓心，因而肯定是在水平面內(nèi)。 學(xué)生展示 基本上同學(xué)都用與火車一樣的方法去解題。解得（當(dāng)讓也有人用正交分解） 學(xué)生總結(jié) 大于該速度，則會(huì)有靜摩擦力沿斜面向下；等于該速度，則正好向心力全部由重力與支持力提供；小于該速度時(shí)則靜摩擦力沿斜面向上。出現(xiàn)靜摩擦力時(shí)，可以用正交分解。豎直方向平衡，水平方向合力提供向心力。 教師提問(wèn) 那么生活中還有哪些類似于剛才講的例子呢？ 學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索 飛機(jī)拐彎看摩托車如何轉(zhuǎn)彎的視頻：實(shí)拍：巨型貨柜車轉(zhuǎn)彎側(cè)翻險(xiǎn)壓摩托車 學(xué)生討論交流 教師點(diǎn)評(píng) 學(xué)生們對(duì)于水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，生活中較常見(jiàn)，從生活走向物理，從物理走向社會(huì)，理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生結(jié)合

16、教師準(zhǔn)備的資料與自己網(wǎng)絡(luò)搜索準(zhǔn)備的材料，通過(guò)觀察、思考、推理，剖析水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源，再用牛頓第二定律解決問(wèn)題。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，進(jìn)而思考比臨界速度大的時(shí)候與小的時(shí)候，受力的不同以及現(xiàn)象的不同，當(dāng)然要強(qiáng)調(diào)是水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，所以合力指向水平面內(nèi)的圓心，這一關(guān)鍵點(diǎn)。充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的新課程理念，充分發(fā)揮學(xué)生自主探究的精神。 銜接語(yǔ) 研究完水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，下面來(lái)研究豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)。（二）過(guò)橋（研究豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)）【例子2】汽車過(guò)拱形橋 教師敘述 下面我們接著討論汽車過(guò)橋的情況，公路上的拱形橋是常見(jiàn)的，汽車過(guò)橋時(shí)的運(yùn)動(dòng)可以看作圓周運(yùn)動(dòng)。下面我們來(lái)

17、分析質(zhì)量為m的汽車以速度v，通過(guò)半徑為r的圓弧橋面最高點(diǎn)時(shí)的受力情況，思考汽車做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源。 學(xué)生活動(dòng)與回答 甲：受重力、支持力、牽引力和摩擦力。 教師再問(wèn) 那最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向誰(shuí)提供向心力呢且哪個(gè)力大？ 學(xué)生回答 甲：重力和支持力，而且事重力大。（表?yè)P(yáng)學(xué)生，由于之前分析過(guò)火車的問(wèn)題，所以學(xué)生還是能夠快速反應(yīng)出結(jié)論來(lái)） 教師再問(wèn) 汽車通過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓？（學(xué)生思考討論，解題） 學(xué)生展示 汽車在豎直方向受到重力和橋?qū)嚨闹С至ψ饔?，如圖8所示，有，即。 又因橋?qū)ζ嚨闹С至εc汽車對(duì)橋的壓力是一對(duì)作用力與反作用力（牛頓第三定律）所以壓力為。 教師再問(wèn) 那么從此表達(dá)式可看出什么呢？

18、 學(xué)生回答 乙：當(dāng)速度越大時(shí)，車對(duì)橋的壓力越??；當(dāng)時(shí)，此時(shí)為失重； 丙：當(dāng)時(shí)，即完全失重； ?。寒?dāng)時(shí), 汽車將脫離橋面，發(fā)生危險(xiǎn)。 學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索 拱橋自行車過(guò)拱橋的向心力汽車過(guò)拱橋課堂練習(xí)2當(dāng)汽車通過(guò)橋面粗糙的拱形橋頂時(shí)拱形橋頂?shù)乃俣葹?0m/s時(shí)，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐?/4，如果汽車行駛至該橋頂時(shí)剛好不受摩擦力作用，則汽車通過(guò)橋頂時(shí)速度應(yīng)為多少？學(xué)生展示 在橋頂時(shí)重力和支持力的合力提供向心力，得。又因?yàn)榈诙卧跇蝽敃r(shí)沒(méi)有摩擦力（因?yàn)槟Σ亮Ξa(chǎn)生條件之一是要有彈力存在），所以無(wú)支持力，只有重力提供向心力。 教師活動(dòng)可以適當(dāng)增加課堂練習(xí)。 教師點(diǎn)評(píng) 上述過(guò)程中汽車雖然不是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但我們?nèi)?/p>

19、然使用了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的公式。原因是向心力和向心加速度的關(guān)系是一種瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即使是變速圓周運(yùn)動(dòng)，在某一瞬時(shí)，牛頓第二定律同樣成立，因此，向心力公式照樣適用?！踞槍?duì)水流星、繩與小球、球與桿模型、單面環(huán)與雙面環(huán)模型，課下，學(xué)生探究討論。】【例子3】汽車過(guò)凹形橋 教師敘述 那如果是凹形橋又會(huì)怎樣呢？（因?yàn)橹v過(guò)拱形橋，所以分析凹形橋時(shí)，學(xué)生比較快的得出結(jié)論） 學(xué)生交流 （學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索展示圖片9） 學(xué)生總結(jié)甲：當(dāng)速度越大時(shí)，車對(duì)橋的壓力越大；只要有速度，就滿足，車處于超重，同樣車內(nèi)的人也處于超重。如果過(guò)凹形橋速度過(guò)大也是很危險(xiǎn)的，超重狀態(tài)下人的血液會(huì)向下，嚴(yán)重會(huì)造成大腦缺血，出現(xiàn)昏厥現(xiàn)象。宇航員的身體

20、素質(zhì)是絕對(duì)過(guò)硬的，不僅要接受失重訓(xùn)練，還是接受超重訓(xùn)練。 教師活動(dòng)可以適當(dāng)增加課堂練習(xí)。學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索：【拍客】2010史上最牛建筑倒拱橋ABCD課堂練習(xí)3一輛滿載的卡車在起伏的公路上勻速行駛，如圖所示，由于輪胎過(guò)熱，容易爆胎。暴胎可能性最大的地段是( )學(xué)生展示 教師網(wǎng)絡(luò)搜索 視頻: 小汽車過(guò)平、凸、凹拱橋的實(shí)驗(yàn) 教師點(diǎn)評(píng) 在實(shí)際討論車過(guò)拱橋或凹形橋最高點(diǎn)或最低點(diǎn)車對(duì)橋面的壓力時(shí)，學(xué)生易認(rèn)為壓力的大小等于車所受重力的大小。學(xué)生之所以產(chǎn)生這樣的誤解關(guān)鍵在于分析脫離了運(yùn)動(dòng)實(shí)際。要解決這一難點(diǎn)，可以通過(guò)觀察網(wǎng)絡(luò)視頻，回憶過(guò)橋之感受，也通過(guò)實(shí)驗(yàn)視頻慢放等功能直觀地感受在豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)所形成的超重與失

21、重現(xiàn)象，同時(shí)，從理論上讓學(xué)生體會(huì)到直線運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例，因此直線運(yùn)動(dòng)的半徑無(wú)窮大，因此通過(guò)情況下沒(méi)有超重與失重現(xiàn)象。教材說(shuō)一說(shuō)：汽車在不在拱形橋的最高點(diǎn)或凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)能用上面的方法求解嗎？為什么？ 不能，受力情況不一樣，必須用變速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究，沿半徑方向用牛頓第二定律，體會(huì)將重力分解到切線方向與向心方向。（三）航天器中的失重現(xiàn)象 思考與討論 (投影地球圖片,如圖10)地球可以看作一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球半徑（約6400km）,如果地面上行駛的汽車速度足夠大，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？試想這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？他這時(shí)可能有什么感覺(jué)？ 圖片10 學(xué)生交流

22、與回答 會(huì)出現(xiàn)地球?qū)嚊](méi)有支持力了，飛起來(lái)了。駕駛員與座椅之間的壓力為零，汽車和汽車?yán)锏娜宋锏染吞幱谕耆е貭顟B(tài)。感覺(jué)沒(méi)有坐在椅子上，騰空了。 教師追問(wèn) （在學(xué)生回答基礎(chǔ)上）那么這時(shí)候地球這座拱橋就“形同虛設(shè)”了，汽車可能像衛(wèi)星一樣繞著地球轉(zhuǎn)了。那這個(gè)速度是多大呢？ 教師講述其實(shí)上面的思考與討論中的場(chǎng)景已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，不過(guò)不是在汽車上，而是在航天器中。我們以繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船為例來(lái)研究問(wèn)題。當(dāng)飛船離地高度為一二百千米時(shí)，他的軌道半徑近似等于地球半徑，航天員受到的地球引力近似等于他在地面測(cè)得的重力。 教師追問(wèn) 那么航天員還可能受到什么力呢？ 學(xué)生回答 還可能受到飛船座艙對(duì)他的支持力。 學(xué)

23、生展示 引力與支持力的合力提供繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，得：由此解出當(dāng)時(shí)座艙對(duì)航天員的支持力為零，航天員處于完全失重狀態(tài)。 教師追問(wèn) 那這個(gè)速度大概多少呢？ 學(xué)生思考與計(jì)算 速度大概。 教師講述 假設(shè)如果“思考與討論”中汽車的速度也能達(dá)到7.9km/s，那汽車也將會(huì)是繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，此時(shí)車內(nèi)的人物等均處于失重狀態(tài)。（同學(xué)們表示驚訝：怪不得沒(méi)有多少國(guó)家可以發(fā)射衛(wèi)星了，速度原來(lái)這么大啊。） 教師網(wǎng)絡(luò)搜索 航天器中的失重太空失重 神七航天員感受太空失重 教師點(diǎn)評(píng) 有同學(xué)把航天器失重的原因說(shuō)成它是離地球太遠(yuǎn)，從而擺脫了地球引力，這是錯(cuò)誤的。正是由于地球引力的存在，才使得航天器連同其中的航天員

24、有可能繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。這里只分析僅僅針對(duì)圓軌道而言，其實(shí)任何關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)，又不受阻力的飛行器的內(nèi)部，都是一個(gè)完全失重的環(huán)境，比如向空中任何方向拋出的容器，其中的所有物體都處于失重狀態(tài)。（四）離心運(yùn)動(dòng) 教師提問(wèn)離心運(yùn)動(dòng)有哪些?學(xué)生討論交流舉出各式各樣的離心運(yùn)動(dòng)的例子。（氣氛熱烈） 學(xué)生展示圖片離心甩干 離心拋擲（分別叫學(xué)生先解釋一下原因，然后教師歸納總結(jié)）離心脫水 離心分離（分別叫學(xué)生先解釋一下原因，然后教師歸納總結(jié)） 教師總結(jié) 離心運(yùn)動(dòng)的危害。例如：在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力是由車輪與路面間的靜摩擦力提供的，如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F大于最大靜摩擦力，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造

25、成交通事故。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪，飛輪等，都不得超過(guò)所允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以提供向心力，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)讓它們破裂，釀成事故。 教師歸納（1） 離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在合外力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。（2） 受力特點(diǎn)（如圖片11） 圖片111、當(dāng)時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；2、當(dāng)時(shí)，物體沿切線方向飛出；3、當(dāng)時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，為實(shí)際提供的向心力；4、當(dāng)時(shí)，物體逐漸向圓心靠近，做向心運(yùn)動(dòng)。 教師提問(wèn)物體做離心運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿诫x心力的緣故嗎？學(xué)生討論 相互交流。 教師點(diǎn)評(píng) 有人認(rèn)為離心運(yùn)動(dòng)是由于物體受到離心

26、力的作用而產(chǎn)生的, 這是錯(cuò)誤的。離心力是不存在的。力是相互的, 一個(gè)實(shí)際存在的力，總是既有施力物體，又有受力物的.脫水機(jī)中的水滴作離心運(yùn)動(dòng)，若其受離心力作用，哪個(gè)物體是施力物體呢？顯然，我們找不出施力物體，故并不存在這種離心力，離心運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槲矬w要維持自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而發(fā)生的，即慣性。手握繩的一端，使系于繩另一端的小球繞手作圓周運(yùn)動(dòng).松手后小球沿切線方向飛出.顯然小球的離心運(yùn)動(dòng)是由于小球要維持自己原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而產(chǎn)生的.盡管在日常生活中有時(shí)使用“離心力”一詞，但我們要再一次提請(qǐng)同學(xué)們注意，在中學(xué)物理中，沒(méi)有“離心力”這一物理概念.（教師再次播放）拉力賽車翻車視頻：課堂練習(xí)4質(zhì)量為2.0×

27、;103kg的汽車在水平公路上行駛，輪胎與路面間的最大靜摩擦力為1.4×104N。汽車經(jīng)過(guò)半徑為50m的彎路時(shí)，車速達(dá)到72kmh。（1）請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這輛車會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑；（2）為保證汽車能安全通過(guò)彎路，請(qǐng)你對(duì)公路及相應(yīng)設(shè)施的設(shè)計(jì)提出一項(xiàng)合理化建議。 學(xué)生展示 甲同學(xué)：因?yàn)樗焦?，所以重力與支持力平衡，靜摩擦力提供向心力。所以，可得會(huì)側(cè)滑。乙同學(xué)：由，也就是說(shuō)最大靜摩擦力不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，會(huì)側(cè)滑。丙同學(xué)：可以增加公路路面與輪胎建的動(dòng)摩擦系數(shù)；丁同學(xué)：可以增大公路的轉(zhuǎn)彎半徑，可以降低車速；戊同學(xué)：根據(jù)之前講過(guò)的課程（水平面的圓周運(yùn)動(dòng)），可以讓重力與支持力

28、的合力來(lái)幫忙，將公路外側(cè)適當(dāng)抬高，原理與火車轉(zhuǎn)彎相同。 教師活動(dòng)可以適當(dāng)增加課堂練習(xí)。 學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索 漂移小聚 快速過(guò)彎速度控制 教師網(wǎng)絡(luò)搜索 汽車轉(zhuǎn)彎實(shí)拍：巨型貨柜車轉(zhuǎn)彎側(cè)翻險(xiǎn)壓摩托車最好的超級(jí)摩托車比賽 教師點(diǎn)評(píng)離心運(yùn)動(dòng)是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象。要使得學(xué)生弄懂其中的原理，必須理論與實(shí)際相聯(lián)系，剖析其中的物理量，如所受實(shí)際合力的大小、物體圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、線速度和角速度等，從而計(jì)算所需向心力要多少，而實(shí)際又有多少，多了還是少了，夠不夠的問(wèn)題，這些都比較關(guān)鍵?？偠灾寣W(xué)生明白“向心運(yùn)動(dòng)和離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因是向心力多余和不足”這么一句話。<三>課堂小結(jié)：1、請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)（鼓勵(lì)與引導(dǎo)學(xué)生的總結(jié)）, 教師進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充；2、教師總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)及所需注意的關(guān)鍵點(diǎn)。<四>布置作業(yè)： 1、課后習(xí)題 2、研究四種模型（單面環(huán)、繩子、桿子與雙面環(huán)）分四組討論，分析小球在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)時(shí)的情形。（下次專題討論四種豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，