2024-2025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)教案新人教版必修2

PAGE1-生活中的圓周運(yùn)動(dòng)1.教學(xué)目標(biāo)學(xué)問與技能能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的緣由能定量分析汽車過拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題知道航天器中的失重現(xiàn)象的本質(zhì)知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生的條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止過程與方法1）會(huì)用牛頓其次定律分析圓周運(yùn)動(dòng)2）進(jìn)一步領(lǐng)悟力與物體的慣性對物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變所起的作用情感看法與價(jià)值觀細(xì)致視察生活中的物理現(xiàn)象，發(fā)覺它們的趣味性，并通過火車脫軌事務(wù)感受科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性與必要性2.教學(xué)重點(diǎn)鞏固向心力和向心加速度的學(xué)問會(huì)在詳細(xì)問題中分析向心力的來源教學(xué)難點(diǎn)會(huì)用牛頓其次定律解決生活中較簡潔的圓周運(yùn)動(dòng)問題教學(xué)過程導(dǎo)入我們每天上學(xué)放學(xué)，穿梭于學(xué)校與家門之間，路上總是有來來往往的車輛（圖片展示）這是上海的一座立交橋，橋面很高，小汽車想要達(dá)到對岸，先要上引橋，大家可以看到汽車在引橋上可以近似看成做圓周運(yùn)動(dòng)。物體在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)與受力狀況是怎樣的呢？今日我們就來學(xué)習(xí)——生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。（引出標(biāo)題）新課講授水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)1.鐵路的彎道鐵路的彎道鐵路的直道部分一般都是兩邊一樣高的，而到了彎道，往往內(nèi)側(cè)軌道要略低于外側(cè)軌道你知道這是為什么嗎？火車在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，必需要有力來供應(yīng)向心力，那么什么力來供應(yīng)呢？我們來對火車進(jìn)行受力分析?；疖囀艿阶陨淼闹亓以及鐵軌對輪轂的支持力FN，重力和支持力的合力F合可以沿水平方向，指向圓心，半徑軌道為r，當(dāng)火車的速度v恰好達(dá)到某一值時(shí)，使。這時(shí)車輪與軌道間僅有垂直于接觸面的擠壓，而對內(nèi)側(cè)、外側(cè)軌道沒有向內(nèi)或向外的擠壓。當(dāng)火車速度v增大時(shí)，其他量保持不變，可由公式得此時(shí)向心力Fn增大，外軌對車輪有向內(nèi)的擠壓供應(yīng)額外的向心力。速度v減小時(shí)，以此類推。思索：結(jié)合所學(xué)向心力公式，細(xì)致想想火車過彎時(shí)如何避開火車脫軌？由，要使合力能夠供應(yīng)向心力，那么向心力Fn必需小于最大合力范圍。即減小火車過彎時(shí)的速度v；增大鐵路的彎道半徑r。2.汽車過彎與火車過彎類似，在水平的公路上過彎，汽車所需的向心力是由車輪與路面間的靜摩擦力供應(yīng)的。小練習(xí)：小汽車經(jīng)過彎道時(shí)可視為圓周運(yùn)動(dòng)，已知小汽車的質(zhì)量為2000kg，輪胎與路面間最大靜摩擦為1.4×104N，彎路的半徑為63m，假如車速達(dá)到72km/h，這輛車會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑？解法1：求最大車速最大車速v=21m/s實(shí)際車速v’=72km/h=20m/sv>v’，所以不會(huì)發(fā)生側(cè)滑解法2：求實(shí)際的向心力所以不會(huì)發(fā)生側(cè)滑游樂場里有過山車，有的時(shí)候過山車會(huì)帶著人在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。人會(huì)體驗(yàn)到一種腳在上而頭朝下的一種刺激。你會(huì)不會(huì)擔(dān)憂口袋里的錢亦或者整個(gè)人掉下來呢？豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)小汽車過拱形橋拱形橋可視為一段圓弧，汽車在拱形橋上的運(yùn)動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)。我們來探討小汽車過最高點(diǎn)時(shí)的受力狀況？不考慮小汽車在切向方向受牽引力和摩擦力。小汽車此時(shí)受重力G，以及支持力FN。兩個(gè)力的合力是指向圓心的，即若m，v，R已知，則我們能夠求出橋面對小汽車的支持力FN由牛頓第三定律可得，橋?qū)嚨腇N和車對橋的壓力FN’是作用力與反作用力。FN=FN’小練習(xí)：有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為40m的拱橋。（1）汽車到達(dá)橋頂時(shí)的速度為5m/s，汽車對橋的壓力是多大？（2）汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時(shí)恰好對橋沒有壓力而騰空？解：1）G=mg=8000N支持力FN=G-F合=7500N壓力FN=FN’=7500N無壓力FN’=0，即FN=0