2024-2025學年高中物理第五章曲線運動7生活中的圓周運動3教案新人教版必修2

PAGE1-生活中的圓周運動一、課程標準的要求

能用牛頓其次定律分析勻速圓周運動的向心力。

二、教學目標分析

（一）學問目標：

1．進一步加深對向心力的相識，會在實際問題中分析向心力的來源。

2．培育學生獨立視察、分析問題、解決問題的實力，提高學生概括總結學問的實力。

（二）實力目標：

1．學會分析圓周運動方法，會分析拱形橋、彎道等實際的例子，培育理論聯(lián)系實際的實力。

2．通過對幾個圓周運動的事例分析，駕馭用牛頓其次定律分析向心力的方法。

（三）情感、看法與價值觀目標：

1．通過向心力在詳細問題中的應用，培育學生將物理學問應用于生活和生產實踐的意識。

2．體會圓周運動的奧妙，培育學生學習物理學問的求知欲。

四、教學的重點與難點

教學重點：分析詳細問題中向心力的來源。

設計意圖：學生經常誤認為向心力是一種特別的力，是做勻速圓周運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，以及如何正確相識向心力的來源，并且對向心力的來源分析地比較細致，因此教學中應充分重視這一點。

教學難點：在詳細問題中分析向心力來源，尤其是在火車轉彎問題中。

突破方法：組織學生多探討，多做練習，對學生不太熟識的火車車輪結構等問題借助演示圖片加以說明，使學生更易理解。

五、教學手段

多媒體：主要PowerPoint演示文稿以及圖片，并輔以視頻。

多媒體運用說明：多媒體作為教學協(xié)助手段，使空洞的語言描述得以形象直觀地呈現(xiàn)，增加學生的感性相識。六、教學過程

教學內容教學活動設計意圖導

入

新

課

（多媒體展示）

一、出示本節(jié)課學習目標

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.離心運動通過老師提問的方式，復習引入本節(jié)課學習的主要內容。

新

課

教

學

主

要

過

程、

新

課

教

學

主

要

過

程

（一）火車轉彎

觀看火車過彎道的影片和火車車輪的結構的系列圖片，請學生留意視察鐵軌彎道的特點和火車車輪的特別結構

問題1：請依據你所了解的以及你剛才從圖片中視察到的狀況，說一說火車的車輪結構如何？軌道結構如何？

軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。

問題2：假如內外軌一樣高，火車轉彎時做曲線運動，所受合外力應當怎樣？須要的向心力有那些力供應。

在此基礎上，引導學生進行弊端分析，提出下面的問題

問題3：火車的質量很大，行駛的速度很大，如此長時間后，對軌道和列車有什么影響？如何改進才能夠使軌道和輪緣不簡單損壞呢？

再次展示火車轉彎時候的圖片，提示學生視察軌道的狀況。

學生探討后總結：

1．假如在轉彎處使外軌道略高于內軌道，火車受力不是豎直的，而是斜向軌道的內側。它與重力的合力指向圓心，成為使火車轉彎的向心力。

2．假如依據轉彎半徑R和火車行駛速度v適當調整內外軌道的高度差，使轉彎時所須要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力供應，這樣外軌道就不再受輪緣的擠壓了。

（多媒體展示火車轉彎的動力學分析過程以及轉彎速度、內外軌高度差、半徑的等量關系式）思維拓展極其應用：

山區(qū)鐵路彎道過多，能否大面積提速？賽車影片中，若削減水平彎道事故，你怎樣設計彎道中的路面？你視察過高速路轉彎處路面的狀況嗎？點撥：高速路面上也是外高內地，并且超車道比主車道更加傾斜。

拓展：自行車轉彎、賽車轉彎、小鳥轉彎、飛機轉彎與此類似。（二）汽車過橋

實例分析展示圖片拱形橋凹形橋

以凸形橋為例

通過提問，引導學生進入狀態(tài)。

問題1：假如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？假如汽車在拱形橋頂點靜止時，橋面受到的壓力如何？

問題2：假如汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點的時候，橋面受到的壓力如何？

引導學生分析受力狀況，并逐步求得橋面所受壓力。

分析過程：

確定探討對象；

分析汽車的受力狀況；

找圓心；

確定F合即F向心力的方向；

依據牛頓其次定律列方程，得出結論。PPT展示解題過程

問題3：依據上式，結合前面的問題你能得出什么結論？

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：試分析假如汽車的速度不斷增大，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？

當速度不斷增大的時候，壓力會不斷減小，當達到時，汽車對橋面完全沒有壓力，汽車“飄離”橋面。

問題5：假如汽車的速度更大呢？汽車會怎么運動？（提示，此時汽車受力、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動。

問題6：假如是凹形橋，汽車行駛在最低點時，橋面受到的壓力如何？

（學生板演解題過程）

問題7：前面我們曾經學習過超重和失重現(xiàn)象，那么試利用“超、失重”的觀點定性分析汽車在拱形橋最高點，凹形橋的最低點分別處于哪種狀態(tài)？

強調：汽車做的不是勻速圓周運動，我們仍運用了勻速圓周運動的公式，緣由是向心力和向心加速度的公式對于變速圓周運動同樣適用。

（三）課堂小結

請同學來完成，老師進行適當補充

學生回答不完整時，老師剛好補充

（四）鞏固與拓展訓練

兩道練習題見PPT

（小組探討）

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。請思索：會不會出現(xiàn)這樣的狀況。

速度大到肯定程度時，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)象和離心運動這兩個問題讓學生看教學視頻，觀賞專家講解，結束本節(jié)課。突破難點