高中物理-生活中的圓周運(yùn)動教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

課題5.7生活中的圓周運(yùn)動課型新授課教學(xué)目標(biāo)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(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運(yùn)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．能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例。3．知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動，會求變速圓周運(yùn)動中物體在特殊點的向心力和向心加速度。過程與方法1．通過對勻速圓周運(yùn)動的實例分析，滲透理論聯(lián)系實際的觀點，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。2．通過勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力。3．通過對離心現(xiàn)象的實例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀1．通過對幾個實例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會用合理、科學(xué)的方法處理問題。2．通過離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止的實例分析．使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會用一分為二的觀點來看待問題。3．養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。教學(xué)重點、難點教學(xué)重點1．理解向心力是一種效果力。2．在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動定律求解有關(guān)問題。教學(xué)難點1．具體問題中向心力的來源。2．關(guān)于對臨界問題的討論和分析。3．對變速圓周運(yùn)動的理解和處理。教學(xué)方法探究法、講授法、討論法、練習(xí)法教學(xué)手段教具準(zhǔn)備、多媒體課件教學(xué)活動師：請同學(xué)們回顧描述圓周運(yùn)動的物理量有哪些？它們之間的關(guān)系怎樣？什么叫向心力？有哪些公式？生：我已經(jīng)理解和掌握了可以用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓周運(yùn)動物體的運(yùn)動快慢；知道了圓周運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，一定具有加速度；掌握了對于圓周運(yùn)動的有關(guān)問題還必須通過運(yùn)用牛頓第二定律去認(rèn)真分析和處理。生：從勻速圓周運(yùn)動中總結(jié)出來的基本規(guī)律，通過運(yùn)用等效的物理思想也可以去處理變速圓周運(yùn)動的有關(guān)問題。師：剛才幾位同學(xué)各自從不同的角度回顧和交流了對圓周運(yùn)動有關(guān)基本知識和基本規(guī)律的認(rèn)識。而我們知道學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的最終目的，本節(jié)課將通過幾個具體實例的探討來深入理解相關(guān)知識點并學(xué)會應(yīng)用。一、鐵路的彎道師：(多媒體課件)模擬在平直軌道上勻速行駛的火車，然后投影出課本第26頁的圖5．7—1并提出問題：1．在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個力的作用？這幾個力的關(guān)系如何？2．這幾個力的關(guān)系如何?生：火車受到4個力的作用，各為兩對平衡力，即合外力為零。師：對，火車受重力、支持力、牽引力及摩擦力。且四個力合力為零，其中重力和支持力的合力為零，牽引力和摩擦力的合力為零。師：那火車轉(zhuǎn)彎時情況會有何不同呢?多媒體課件：模擬平直軌道火車轉(zhuǎn)彎情形。提出問題：1．轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同?2．畫出受力示意圖，并結(jié)合運(yùn)動情況分析各力的關(guān)系。生：轉(zhuǎn)彎時火車的速度方向在不斷變化，故其一定有加速度，其合外力一定不為零。師：對，轉(zhuǎn)彎時合外力不為零，即需要提供向心力，而平直路前行不需要。那么火車轉(zhuǎn)彎時是如何獲得向心力的?進(jìn)一步受力分析得：需增加的一個向心力(效果力)，由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供。師：提出問題：擠壓的后果會怎樣?生：由于火車質(zhì)量、速度比較大，故所需向心力也很大。這樣的話，輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大，導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞，軌緣也容易損壞。師：(設(shè)疑引申)那么應(yīng)該如何解決這一實際問題?結(jié)合學(xué)過的知識加以討論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明。學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識點設(shè)計方案．結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解……師：剛才同學(xué)們交流和討論得非常熱烈、充分，方案設(shè)計得也很好，下面我們擇其一的示意圖來共同分析、說明。投影學(xué)生的受力圖，進(jìn)行定性分析；如圖6．8—l所示?；疖囀艿闹亓椭С至Φ暮狭μ峁┫蛐牧?，對內(nèi)外軌都無擠壓，這樣就達(dá)到了保護(hù)鐵軌的目的。強(qiáng)調(diào)說明：向心力是水平的。師：請同學(xué)們運(yùn)用剛才的分析進(jìn)一步討論：實際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制?請同學(xué)們完成當(dāng)堂鞏固?！井?dāng)堂鞏固】1．火車以半徑R=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，速度為30m/s，火車軌距l(xiāng)=1.4m，要使火車通過彎道時僅受重力與軌道的支持力，軌道應(yīng)該墊的高度h？（θ較小時tanθ=sinθ）解：由力的關(guān)系得：由幾何關(guān)系得：解得：代入數(shù)據(jù)得：二、拱形橋多媒體投影，交通工具(自行車、汽車等)過拱形橋。投影問題情境：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為只，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力。師：通過分析，你可以得出什么結(jié)論?學(xué)生在練習(xí)本上獨立畫出汽車的受力圖，推導(dǎo)出汽車對橋面的壓力．學(xué)生代表發(fā)言．投影學(xué)生推導(dǎo)過程，聽取學(xué)生見解，點評、總結(jié)。生：在最高點，對汽車進(jìn)行受力分析，確定向心力的來源；由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力：由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力。F’N=G—mv2/r可見，汽車對橋的壓力F’N小于汽車的重力G，并且壓力隨汽車速度的增大而減小。師：請同學(xué)們進(jìn)一步考慮當(dāng)汽車對橋的壓力剛好減為零時，汽車的速度有多大。當(dāng)汽車的速度大于這個速度時，會發(fā)生什么現(xiàn)象?生：把F’N=0代人上式可得，此時汽車的速度為SKIPIF1<0，當(dāng)汽車的速度大于這個速度時，就會發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象我們在電影里看到過。師：好，下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大些還是小些。生：通過對汽車進(jìn)行受力分析．汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大。師：剛才同學(xué)們分析了汽車在拱形橋最高點的情形，如果汽車不在拱形橋的最高點或最低點，前面的結(jié)論還是否能用?如果不能直接運(yùn)用，又如何來研究這一問題呢?生：前面的結(jié)論能直接運(yùn)用，不過此時物體的向心加速度不等于物體的實際加速度，即要用上一節(jié)研究變速圓周運(yùn)動的方法來處理。師：好。這說明我們很多同學(xué)分析和處理物理問題的能力有了較大的提高，希望同學(xué)們繼續(xù)努力，爭取有更大進(jìn)步。點評：通過對勻速圓周運(yùn)動的實例分析，滲透理論聯(lián)系實際的觀點，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。師：請同學(xué)們一起來看一道例題，看完題后，自己先獨立分析、處理，然后我們再一道交流、討論?！井?dāng)堂鞏固】2.一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10m／s2。求：(1)若橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形，汽車以l0m／s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力解：(1)汽車通過凹形橋面最低點時，在水平方向受到牽引力F和阻力f。在豎直方向受到橋面向上的支持力N1和向下的重力G＝mg，如圖6．8—2所示，圓強(qiáng)形軌道的圓心在汽車上方，支持力Nl與重力G=mg的合力為N1—mg，這個合力就是汽車通過橋面最低點時的向心力，即F向=N1—mg。由向心力公式有：N1—mg=mv2/R。三、航天器中的失重現(xiàn)象師：從剛才研究的一道例題可以看出，當(dāng)汽車通過拱形橋凸形橋面頂點時，如果車速達(dá)到一定大小，則可使汽車對橋面的壓力為零。如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”，則情形如何呢?會不會出現(xiàn)這樣的情況；速度達(dá)到一定程度時，地面對車的支持力是零?這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少?他這時可能有什么感覺?學(xué)生獨立分析以上提出的問題，并在練習(xí)本上畫出受力分析圖，嘗試解答。投影學(xué)生推導(dǎo)過程，引導(dǎo)學(xué)生間交流、討論。師：剛才同學(xué)們交流、討論的問題即為課本第28頁上面的“思考與討論”，該“思考與討論”中描述的情景其實已經(jīng)實現(xiàn)，不過不是在汽車上，而是在航天飛機(jī)中。投影；假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運(yùn)動，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力。試求座艙對宇航員的支持力。此時飛船的速度多大?通過求解。你可以得出什么結(jié)論?生：通過整體法對宇宙飛船受力分析，并運(yùn)用牛頓第二定律可解得：宇宙飛船的速度為SKIPIF1<0，再對宇航員進(jìn)行分析可得．此時座椅對宇航員的支持力為零。即航天員處于失重狀態(tài)。教師投影部分學(xué)生的推導(dǎo)過程，聽取學(xué)生見解，并點評、總結(jié)。指出上面的分析僅僅是針對圓軌道而言的．其實在任何關(guān)閉了發(fā)動機(jī)又不受阻力的飛行器中，都是一個完全失重的環(huán)境。點評：通過實例分析，讓學(xué)生了解到航天器中的失重現(xiàn)象。學(xué)習(xí)知識的同時激發(fā)學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。【當(dāng)堂鞏固】3．人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，下列說法中正確的有()A．可以用天平測量物體的質(zhì)量B．可以用水銀氣壓計測艙內(nèi)的氣壓C．可以用彈簧測力計測拉力D．在衛(wèi)星內(nèi)將重物掛于彈簧測力計上，彈簧測力計示數(shù)為零，但重物仍受地球的引力四、離心運(yùn)動師：做演示實驗，小球做豎直面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動，讓提供向心力的合力消失，它會怎樣運(yùn)動呢？發(fā)表你的見解并說明原因。生：我認(rèn)為做圓周運(yùn)動的物體一旦失去向心力的作用，它會沿切線飛出去，如體育中的“鏈球”運(yùn)動，運(yùn)動員手一放后，“鏈球”馬上飛了出去。生：如果物體受的合力不足以提供向心力，它會做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動。如：在電影中經(jīng)常看到，速度極快的汽車在急速轉(zhuǎn)彎時。會有向外側(cè)滑寓的現(xiàn)象。師：(聽取學(xué)生代表的發(fā)育，點評、總結(jié))如果向心力突然消失，物體由于慣性，會沿切線方向飛出去．如果物體受的合力不足以提供向心力，物體雖不能沿切線方向飛出去。但會逐漸遠(yuǎn)離圓心。這兩種運(yùn)動都叫做離心運(yùn)動。師：請同學(xué)們結(jié)合生活實際，舉出物體做離心運(yùn)動的例子。在這些例子中，離心運(yùn)動是有益的還是有害的?你能說出這些例子中離心運(yùn)動是怎樣發(fā)生的嗎?學(xué)生認(rèn)真思考并討論問題，學(xué)生代表發(fā)表見解，相互間交流、討論。教師聽取學(xué)生見解，點評、總結(jié)。并投影出“洗衣機(jī)脫水時”和“高速運(yùn)動的汽車轉(zhuǎn)彎時”的多媒體課件。點評：培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的良好晶質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的主動求知的意識?！井?dāng)堂鞏固】4．下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說法正確的是()A．水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出B．水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出C．水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出D．水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出師：請同學(xué)們根據(jù)自己對本節(jié)內(nèi)容的理解，在筆記本上將本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己對這節(jié)課的體會寫下來。生：我認(rèn)為本節(jié)課中需要我們掌握的關(guān)鍵是：一個要從力的方面認(rèn)真分析，搞清誰來提供物體做圓周運(yùn)動所需的向心力，能提供多大的向心力，是否可以變化，另一個方面從運(yùn)動的物理量本身去認(rèn)真分析，看看物體做這樣的圓周運(yùn)動究竟需要多大的向心力．如果供需雙方正好相等，則物體將做穩(wěn)定的圓周運(yùn)動；如果供大于需，則物體將偏離圓軌道，逐漸靠近圓心，如果供小于需，則物體將偏離圓軌道，逐漸遠(yuǎn)離圓心，如果外力突然變?yōu)榱?，則物體將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動。投影部分學(xué)生的小結(jié)，所有同學(xué)比較投影出的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。學(xué)生活動作業(yè)1.完成P29-30“問題與練習(xí)”中的題目。2.活動與探究:到公園里親自坐一下稱為“魔盤”的娛樂設(shè)施，并研究、討論：“魔盤”上的人所需向心力由什么力提供？為什么轉(zhuǎn)速一定時，有的人能隨之一起做圓周運(yùn)動，而有的人逐漸向邊緣滑去？板書設(shè)計8．生活中的圓周運(yùn)動一、鐵路的彎道1．討論向心力的來源：2．外軌高于內(nèi)軌時重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力3．討論：為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限鍘?二、拱形橋1.拱形橋：FN=G-m2.凹形橋：FN=G+m三、航天器中的失重現(xiàn)象四、離心運(yùn)動1．定義2．條件3.應(yīng)用4.防止教學(xué)后記本節(jié)課中需要我們掌握的關(guān)鍵是：一個要從力的方面認(rèn)真分析，搞清誰來提供物體做圓周運(yùn)動所需的向心力，能提供多大的向心力，是否可以變化；另一個方面從運(yùn)動的物理量本身去認(rèn)真分析，看看物體做這樣的圓周運(yùn)動究竟需要多大的向心力。如果供需雙方正好相等，則物體將做穩(wěn)定的圓周運(yùn)動；如果供大于需，則物體將偏離圓軌道，逐漸靠近圓心；如果供小于需，則物體將偏離圓軌道，逐漸遠(yuǎn)離圓心；如果外力突然變?yōu)榱悖瑒t物體將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)了描述圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)物理量（如線速度、角速度、向心加速度等）和向心力；并已知道對于一般的曲線運(yùn)動，盡管這時曲線各個地方的彎曲程度不一樣，但在研究時只要取足夠短的一小段，就可以采用圓周運(yùn)動的分析方法進(jìn)行處理；但學(xué)生對向心力的理解還不夠透徹，存在一些錯誤的前概念，例如部分學(xué)生錯誤地理解為因為圓周運(yùn)動而產(chǎn)生了向心力。對于高一階段的學(xué)生，其思維習(xí)慣中形象思維占的比例還比較大，邏輯思維的能力有待進(jìn)一步的開發(fā)和提高；對于物理學(xué)科特定的研究方法和分析方法已有了一定的了解，但還不是非常的熟練，有待進(jìn)一步地培養(yǎng)。本節(jié)課基本達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。在知識和能力方面：學(xué)生基本學(xué)會了分析常見圓周運(yùn)動向心力的來源，掌握了向心力公式的運(yùn)用；在過程和方法方面：通過合作探究，注意提高學(xué)生的團(tuán)隊意識，提高了學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力；在情感態(tài)度與價值觀方面：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注意培養(yǎng)學(xué)生理論解決問題的能力。通過一些生活中存在的圓周運(yùn)動，讓學(xué)生理解向心力和向心加速度的作用，知道其存在的危害及如何利用.通過對航天器中的失重想象讓學(xué)生理解向心力是由物體所受的合力提供的，任何一種力都有可能提供物體做圓周運(yùn)動的向心力.通過對離心運(yùn)動的學(xué)習(xí)讓學(xué)生知道離心現(xiàn)象，并能充分利用離心運(yùn)動且避免因離心運(yùn)動而造成的危害.本節(jié)內(nèi)容著重于知識的理解應(yīng)用，學(xué)生對于一些內(nèi)容不易理解，因此在教學(xué)時注意用一些貼近學(xué)生的生活實例或是讓學(xué)生通過動手實驗來得到結(jié)論.注意引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律和有關(guān)向心力知識分析實例，使學(xué)生深刻理解向心力的基礎(chǔ)知識；熟練掌握應(yīng)用向心力知識分析兩類圓周運(yùn)動模型的步驟和方法.鍛煉學(xué)生觀察、分析、抽象、建模的解決實際問題的方法和能力；培養(yǎng)學(xué)生的主動探索精神、應(yīng)用實踐能力和思維創(chuàng)新意識。另外，由于錄播室沒有實物投影儀，只有讓學(xué)生到講臺展示，可能占用了一部分教學(xué)時間。因此，課上的鞏固練習(xí)安排的少了一些。一、教材地位分析《生活中的圓周運(yùn)動》本節(jié)課是新課程人教版必修2第五章的第7節(jié)課的內(nèi)容，也是這一章的最后一節(jié)。本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動、向心加速度、向心力以后的一節(jié)應(yīng)用課。通過研究圓周運(yùn)動規(guī)律在生活中的具體應(yīng)用，使學(xué)生深入理解圓周運(yùn)動的規(guī)律。圓周運(yùn)動是最常見的曲線運(yùn)動，與日常生活聯(lián)系密切，教材濃墨重彩地描述了火車轉(zhuǎn)彎、拱形橋、航天器中的失重現(xiàn)象、離心運(yùn)動等日常生活中的圓周運(yùn)動。本節(jié)課所展現(xiàn)的研究方法充分體現(xiàn)了圓周運(yùn)動的基本研究思想，即“受力分析，供需平衡”，探究過程真正使學(xué)生體會了物理學(xué)之美——源于生活而高于生活。同時這一節(jié)又是本章關(guān)于圓周運(yùn)動的總結(jié)，相對于下一章的萬有引力與航天的知識，起到承上啟下的作用。本節(jié)內(nèi)容著重于知識的理解應(yīng)用，學(xué)生對于一些內(nèi)容不易理解，因此在教學(xué)時注意用一些貼近學(xué)生的生活實例或是讓學(xué)生通過動手實驗來得到結(jié)論。注意引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律和有關(guān)向心力知識分析實例，使學(xué)生深刻理解向心力的基礎(chǔ)知識；熟練掌握應(yīng)用向心力知識分析兩類圓周運(yùn)動模型的步驟和方法。鍛煉學(xué)生觀察、分析、抽象、建模的解決實際問題的方法和能力；培養(yǎng)學(xué)生的主動探索精神、應(yīng)用實踐能力和思維創(chuàng)新意識。二、新舊教材對比在舊人教版中離心運(yùn)動與圓周運(yùn)動實例是分開編寫。而在新課標(biāo)人教版中，編寫者將二者合二為一。因此本節(jié)課的課堂教學(xué)內(nèi)容特別多，同時與生活實際聯(lián)系特別緊密。如果在上課過程中，一節(jié)課將教材的內(nèi)容上完，可能學(xué)生對知識重難點難以把握，同時在上課的過程中，學(xué)生在課堂的探究過程與探究時間將受到極大限制。因此本人決定將本節(jié)課分為兩個課時進(jìn)行安排。三、本節(jié)課設(shè)計思想以新課程的三維目標(biāo)為依據(jù)，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的新型師生關(guān)系，強(qiáng)化情感、態(tài)度與價值觀的教育，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。力圖在教學(xué)中營造活躍、寬松的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵學(xué)生合作探究，為學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生的交流與合作創(chuàng)設(shè)更多的機(jī)會，也為教學(xué)活動中的“生成”搭建舞臺。其設(shè)計特色有三：其一，密切聯(lián)系和關(guān)注時代的發(fā)展和社會的進(jìn)步（如火車提速）；其二，將生活中的常見物品改裝成實驗器材為教學(xué)服務(wù)，從而突破教學(xué)難點；其三，在整堂課的教學(xué)過程中，始終以“向心力的來源”為暗線貫穿整個教學(xué)過程。生活中的圓周運(yùn)動班級姓名學(xué)號【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．能定性分析鐵路彎道處外軌比內(nèi)軌高的原因。2．能定量分析汽車過拱形橋最高點和凹形橋最低點時對橋的壓力。3．了解航天器中的失重現(xiàn)象及其原因。4．知道離心運(yùn)動及其產(chǎn)生的條件，了解離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止。一、鐵路的彎道1．運(yùn)動特點：火車轉(zhuǎn)彎時實際是在做，因而具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，所以需要很大的。2．向心力來源：在修筑鐵路時，要根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的速度，適當(dāng)選擇內(nèi)、外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由和的合力提供。二、拱形橋1．汽車過凸形橋汽車在凸形橋最高點時，如圖1甲所示，向心力為Fn＝＝eq\f(mv2,R)，汽車對橋的壓力FN′＝FN＝mg－meq\f(v2,R)，故汽車在凸形橋上運(yùn)動時，對橋的壓力汽車的重力。圖12．汽車過凹形橋汽車在凹形橋最低點時，如圖乙所示，向心力Fn＝＝eq\f(mv2,R)，汽車對橋的壓力FN′＝FN＝mg＋eq\f(mv2,R)，故汽車在凹形橋上運(yùn)動時，對橋的壓力汽車的重力。三、航天器中的失重現(xiàn)象1．對于航天器，重力充當(dāng)向心力，滿足的關(guān)系：＝meq\f(v2,R)，航天器的速度v＝eq\r(gR)。2．對于航天員，重力mg和座艙的支持力FN的合力提供向心力，滿足關(guān)系：＝eq\f(mv2,R)，當(dāng)v＝eq\r(gR)時，座艙對航天員的支持力FN＝0，航天員處于狀態(tài)。四、離心運(yùn)動1．離心運(yùn)動：做圓周運(yùn)動的物體，在合力或者的情況下，就會做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動，這種運(yùn)動叫做離心運(yùn)動。2．離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止(1)應(yīng)用：離心干燥器；洗衣機(jī)的；離心制管技術(shù)。(2)防止：汽車在公路轉(zhuǎn)彎處必須；轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高。一、鐵路的彎道[問題設(shè)計]1．如圖2所示，如果鐵路彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車拐彎的向心力是誰提供的？2.靠這種辦法得到的向心力缺點是什么？3.如何解決這一實際問題？請設(shè)計一個方案讓火車沿軌道安全通過彎道。設(shè)計方案簡述畫出草圖簡單計算說明可行性分析【學(xué)生活動】設(shè)計火車彎道，請學(xué)生分組討論，提出可行性方案。二、拱形橋[問題設(shè)計]1．質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出汽車受力分析圖，并求出汽車通過橋的最高點時對橋的壓力。汽車的重力與汽車對橋的壓力誰大？2．當(dāng)汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大還是小呢？請同學(xué)們自己分析。三、航天器中的失重現(xiàn)象[問題設(shè)計]航天員在太空艙處于完全失重狀態(tài)，他們是不受重力作用了？四、離心運(yùn)動[問題設(shè)計]1．做離心運(yùn)動的物體是否受到離心力的作用？2．離心運(yùn)動的應(yīng)用與防止【當(dāng)堂鞏固】1．火車以半徑R=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，速度為30m/s，火車軌距l(xiāng)=1.4m，要使火車通過彎道時僅受重力與軌道的支持力，軌道應(yīng)該墊的高度h？（θ較小時tanθ=sinθ）2．一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10m／s2。求：(1)若橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形，汽車以l0m／s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力？3．人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，下列說法中正確的有()A．可以用天平測量物體的質(zhì)量B．可以用水銀氣壓計測艙內(nèi)的氣壓C．可以用彈簧測力計測拉力D．在衛(wèi)星內(nèi)將重物掛于彈簧測力計上，彈簧測力計示數(shù)為零，但重物仍受地球的引力4．下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說法正確的是()A．水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出B．水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出C．水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出D．水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出...1．(交通工具的轉(zhuǎn)彎問題)汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時，地面的摩擦力已達(dá)到最大，當(dāng)汽車速率增為原來的2倍時，若要不發(fā)生險情，則汽車轉(zhuǎn)彎的軌道半徑必須()A．減為原來的eq\f(1,2)B．減為原來的eq\f(1,4)C．增為原來的2倍D．增為原來的4倍2．(豎直面內(nèi)的“輕桿模型”的臨界問題)如圖所示，細(xì)桿的一端與小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉(zhuǎn)動，細(xì)桿長0.5m，小球質(zhì)量為3kg，現(xiàn)給小球一初速度使它做圓周運(yùn)動，若小球通過軌道最低點a的速度為va＝4m/s，通過軌道最高點b的速度為vb＝2m/s，取g＝10m/s2，則小球通過最低點和最高點時對細(xì)桿作用力的情況是()A．在a處為拉力，方向豎直向下，大小為126NB．在a處為壓力，方向豎直向上，大小為126NC．在b處為拉力，方向豎直向上，大小為6ND．在b處為壓力，方向豎直向下，大小為6N3．(航天器中的失重現(xiàn)象)2013年6月11日至26日，“神舟十號”飛船圓滿完成了太空之行，期間還成功進(jìn)行了人類歷史上第二次太空授課，女航天員王亞平做了大量失重狀態(tài)下的精美物理實驗。關(guān)于失重狀態(tài)，下列說法正確的是()A．航天員仍受重力的作用B．航天員受力平衡C．航天員所受重力等于所需的向心力D．航天員不受重力的作用4．(對離心運(yùn)動的理解)如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動。若小球運(yùn)動到P點時，拉力F發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運(yùn)動情況的說法中正確的是()A．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動C．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc做近心運(yùn)動5．如圖所示，質(zhì)量m＝2.0×104kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20m．如果橋面承受的壓力不得超過3.0×105N，則：(1)汽車允許的最大速度是多少？(2)若以所求速度行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？(g取10m/s2)參考答案：知識·儲備區(qū)鐵路的彎道1．圓周運(yùn)動向心力2．重力支持力二、拱形橋1．小于2．大于三、航天器中的失重現(xiàn)象1．2．完全失重四、離心運(yùn)動1．消失不足以提供所需的向心力2．脫水桶限速行駛學(xué)習(xí)·探究區(qū)【當(dāng)堂鞏固】1．解：由力的關(guān)系得：由幾何關(guān)系得：解得：代入數(shù)據(jù)得：【當(dāng)堂鞏固】2.【當(dāng)堂鞏固】3．CD【當(dāng)堂鞏固】4．D自我·檢測區(qū)1．D2．D3．AC4．BC5．解：在完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)后，我反復(fù)思考,本節(jié)課基本達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)。在知識和能力方面：學(xué)生基本學(xué)會了分析常見圓周運(yùn)動向心力的來源，掌握了向心力公式的運(yùn)用；在過程和方法方面：通過合作探究，注意提高學(xué)生的團(tuán)隊意識，提高了學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力；在情感態(tài)度與價值觀方面：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注意培養(yǎng)學(xué)生理論解決問題的能力。同時我也發(fā)現(xiàn)了本節(jié)課教學(xué)中的優(yōu)缺點。為了把今后的教學(xué)搞好,現(xiàn)將本節(jié)課教學(xué)反思總結(jié)如下:本節(jié)課教學(xué)優(yōu)點有三：第一：引入新課自然流暢在復(fù)習(xí)了向心力、向心加速度等知識以后,讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固勻速圓周運(yùn)動物體力與運(yùn)動的關(guān)系:第二：引導(dǎo)學(xué)生思考,拓展知識時,啟發(fā)式教學(xué)應(yīng)用恰當(dāng)。在本節(jié)課上,通過復(fù)習(xí)提問,讓學(xué)生復(fù)習(xí)向心力、向心加速度等知識思考,從向心力、向心加速度的作用出發(fā),分析當(dāng)物體受到的合外力大于或小于物體做勻速圓周運(yùn)動所需向心力時,物體的運(yùn)動軌跡如何?利用學(xué)生已有知識,引導(dǎo)學(xué)生思考并拓展出新知識。第三：重點突出難點突破方法得當(dāng)在豎直面光滑圓軌內(nèi)側(cè)運(yùn)動物體最高點的臨界速度這個重點加難點問題上,先指明該圓周運(yùn)動不是勻速圓周運(yùn)動,但在最高點和最低點合力指向圓心,這兩點的運(yùn)動可以當(dāng)作勻速圓周運(yùn)動來處理；然后利用彈力的方向和拓展的知識,結(jié)合勻速圓周運(yùn)動力與運(yùn)動的關(guān)系式,討論最高點的臨界速度。在本節(jié)課教學(xué)缺點有二：第一：學(xué)生參與不足,不能更好的體現(xiàn)學(xué)生的主體作用本節(jié)課提問涉及的學(xué)生人數(shù)不多,與學(xué)生的交流少.通過作業(yè)反饋的信息了解到許多學(xué)生這節(jié)知識掌握并不理想.這說明他們學(xué)的很被動,并沒有參與到教學(xué)中來.課堂的教學(xué)目的,是讓學(xué)生成為知識的擁有者。他們只有在參與中獲取知識,發(fā)展知識.只有讓所有學(xué)生參與到教學(xué)中才能更好的體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。第二：板書設(shè)計不夠合理在板書設(shè)計中,把火車轉(zhuǎn)彎處鐵軌和輪緣示意圖畫在黑板的左側(cè).由于黑板較長,許多同學(xué)看圖太傾斜,再加上黑板反光,造成一些同學(xué)看不清楚.教學(xué)要面對全體同學(xué).這樣效果就肯定不會太好。通過對本節(jié)課的教學(xué)后反思,我從中得到如下啟示:第一：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,一定要讓學(xué)生真正成為課堂的主體在今后的教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué),讓他們多動手多動腦多開口成為課堂的主體。學(xué)生能看懂的,讓學(xué)生看,學(xué)生能分析的,讓學(xué)生分析.學(xué)生能總結(jié)的,讓學(xué)生總結(jié)。學(xué)生能板演的,讓學(xué)生板演。引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí),養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣,在教學(xué)中會收到事半功倍的效果,更有利于學(xué)生的對知識的鞏固和拓展。第二：教師做好課堂教學(xué)的組織者,引導(dǎo)者。在教學(xué)中,盡可能的創(chuàng)設(shè)物理情景,激發(fā)學(xué)生的興趣,引導(dǎo)他們積極思考，及時有針對性地指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。在教學(xué)中積極了解學(xué)生,對學(xué)生出現(xiàn)的錯誤,通過引導(dǎo)、啟發(fā),使他們走出誤區(qū)。成為真正的知識擁有者,并組織好課堂教學(xué)的全過程。第三：教學(xué)中盡量多引用身邊的物理現(xiàn)象和科技新成果教學(xué)中引用身邊的物理現(xiàn)象，這更容易激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生產(chǎn)生好奇感,從而引發(fā)學(xué)生積極思考。這樣既可以讓學(xué)生感受到物理就在我們身邊