本站QQ客服在线 |
视频标签：生活中的圆周运动
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：高中物理人教版必修2第五章曲线运动7.生活中的圆周运动-北京
教学设计、课堂实录及教案：高中物理人教版必修2第五章曲线运动7.生活中的圆周运动-北京市第二十中学
教学目标
知识与技能
1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度,它就是圆周运动的物体所受的向心力.会在具体问题中分析向心力的来源.
2.能掌握运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例的方法。
过程与方法
1.通过对几个圆周运动的事例分析,掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。
2.通过对匀速圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观点,提高学生分析和解决问题的能力.
情感、态度与价值观
1.通过对几个实例的分析,使学生明确具体问题必须具体分析,理解物理与生活的联系,学会用合理、科学的方法处理问题.
2.体会圆周运动的奥妙,培养学生学习物理知识的求知欲。
2学情分析
本章师人教版高中物理必修二第五章,前四章学生已经学习了运动学以及力学的基础知识,并对直线运动规律有了一定的了解;通过学习牛顿订了车,对运动和力的联系也有了一定的了解,学习本章的前几节的知识后,学生对曲线运动有了把我,并能基本理解圆周运动中向心力和向心加速度这些抽象概念。这节课我们将从物理学角度来分析生活中的圆周运动,因为本节具体事例比较多,很容易引起学生的兴趣,教师加以指导点拨,很容易达到所设定的教学目标,学生之前接触向心力的这个概念比较少,对其为效果了而非性质力把握不到位,应该是重点强调的知识。
3重点难点
教学重点
1.分析具体问题中向心力的来源.
2.在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题。
教学难点
1.具体问题中向心力的来源.
2.对变速圆周运动的理解和处理.
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【活动】生活中的圆周运动
(多媒体展示)
一、出示本节课学习目标
1.学会分心具体实例中向心力的来源。
2.掌握运用圆周运动规律处理实际问题的方法。
知识回顾:
请学生帮助老师一起回顾向心力的表达式:
明确向心力是一种效果力。
创设情境:
老师:这节课就用我们学到的只是来处理一些实际问题。请同学们观看视频。
注意观察:这些运动都可以看成圆周运动来处理
(一)水平面内的圆周运动(以铁路弯道为例)
观看火车过弯道的影片和火车车轮的结构的系列图片,请学生注意观察铁轨弯道的特点和火车车轮的特殊结构(问题学案中体现)
问题1:请根据你所了解的以及你刚才从图片中观察到的情况,说一说火车的车轮结构如何?轨道结构如何?
轨道将两车轮的轮缘卡在里面。
问题2:火车在直行的时候火车时受力时怎么样的?
重力,支持力,竖直平面受力平衡。
问题3:如果转弯处的轨道还是这样铺设,火车转弯时做曲线运动,所受合外力应该怎样?需要的向心力有那些力提供。
火车轨道对轮缘的弹力来提供向心力。
问题4:火车的质量很大,行驶的速度很大,如此长时间后,对轨道和列车有什么影响?铁轨在拐弯处时如何铺设的呢?
再次展示火车转弯时候的图片,提醒学生观察轨道的情况。
内外轨道有一定的高度差
问题5:展示铁路弯道处的车轨示意图,为什么有一定的高度差就能避免车轮轮缘和轨道的挤压?
学生讨论后总结:
如果在转弯处使外轨道略高于内轨道,重力和支持力不再平衡,它们的合力提供火车转弯的向心力,这样外轨道就不再受轮缘的挤压了。
请同学们画出此时重力支持力以及提供向心力的合力。找学生板演 [说明: 165] 画图,画好的同学可以和同桌讨论。
学生画出的图大概是这么两种结果,一是合力沿着水平方向,一个是合理沿着斜面方向。请他们分别解释他们这么画的原因。
老师总结:问题出现在向心力的方向的确定上。演示向心力沿着斜面方向是汽车的拐弯,发现汽车会转到地下,同时演示向心力沿水平方向火车拐弯。
问题6:当火车轨道铺设完毕对火车的速度就有了一定的限制,当速度大于规定的速度时会对哪侧的轨道产生挤压,小于规定速度时会对哪一侧的轨道产生挤压?
请同学思考讨论,找同学解释。
总结处理圆周运动的一般方法:
1.选取研究对象,分析运动状态。
2.确定轨道平面,找圆心,定半径。
3.受力分析,找向心力的来源。
4.列方程,求解。
思维拓展极其应用:
我们在视频中看到的自行车赛道,汽车赛道都是根据这一原理,使得内外轨道有一定的高度差。
接下来我们用我们总结处理圆周运动的方法来试着解决 竖直平面的圆周运动。
(二)竖直平面内的圆周运动(最高点和最低点)汽车过桥为例
实例分析 展示图片 拱形桥
以凸形桥为例
通过提问,引导学生进入状态。
问题1:如果汽车在拱形桥上,以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候,桥面受到的压力如何?
引导学生分析受力情况,并逐步求得桥面所受压力。
请学生们分析,之后找同学根据圆周运动的处理步骤讲解。
问题2:根据上式,结合前面的问题你能得出什么结论?
1.汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg;播放实验室模拟汽车过桥时在最高点对桥面的压力和重力的关系。
问题3.汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小。试分析如果汽车的速度不断增大,会有什么现象发生呢?
当速度不断增大的时候,压力会不断减小,当达到时,汽车对桥面完全没有压力,汽车“飘离”桥面。所以对汽车的速度有一定的限制
问题4:世界上有一个巨大的拱桥,那就是地球,试想汽车想飞离地面需要躲到的速度(地球半径R=6400Km),请同学们计算。
问题7:如果是凹形桥,汽车行驶在最低点时,桥面受到的压力如何?
找一位同学口述分析,这时汽车对桥面的压力要大于自身的重力,播放实验室模拟汽车过凹桥时的实验看支持力与重力的关系。
总结:考虑到桥面的承受力,如果你是设计师,你会选择设计拱桥还是凹桥。这也是在日常生活中看到拱桥比较多的原因。
(三)课堂小结 请同学来完成,教师进行适当补充
学生回答不完整时,老师及时补充
老师语言:通过本节课的学习,同学们对正确判断向心力的来源有了更清晰的认识,从而我们可以引用牛顿第二定律更加从容的解决圆周运动的问题。
(四)拓展训练:
让同学们观看实验:请同学们分析小球做圆周运动通过最高点的受力情况
课后思考:当给小球一个较小的速度时,发现小球不能到最高点,请同学们小可讨论小球在最高点时对速度有什么要求?
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
