(完整版)5.7生活中的圆周运动优秀教案
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人教版必修25.7 生活中的圆周运动一、教学目标(一).知识与技能目标1、加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。
2、学会分析圆周运动的方法,并应用到铁路弯道、拱形桥、凹形桥、水平弯道等实际的例子中的圆周运动。
3、了解生活中的常见的圆周运动,能较好的联系物理规律。
(二).过程与方法目标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.能从日常生活中发现与圆周运动有关的知识,并能用物理所学知识去解决发现的问题。
(三)情感态度与价值观目标1.通过向心力在具体问题中的应用,体会圆周运动的奥妙,激发学生学习物理知识的兴趣,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
2.同时增强学生对物理学科的学习兴趣,让学生知道物理源于生活,应用于生活。
以教学目标为前提,展开教学,让学生“知”“能”同步提升。
二、重点与难点多样化的圆周运动中向心力来源的分析,及如何与之联系来解决问题。
三、教法、学法教学方法:引导学生学习思维,透过生活现象寻找已知规律,通过规律解答未知问题。
采取模式:生活现象——物理规律——典例展示——课后巩固。
教学手段:利用生活实例情景引入,多媒体辅助教学,主要PPT展示图片和视频,激发学习兴趣。
课本是学生的第一手学习资料和基础学习工具,本节课内容依赖于课本,展现内容与学生认知同步,为以后补充奠定基本规律。
四、课堂教学设计(一)引课请同学举例生活中的圆周运动,图片展示,以复习圆周运动的向心力公式,以此引入新课。
(二)新课教学主要过程实例1:铁路的弯道——用来分析水平面上的圆周运动;生活现象:以图片或视频片引入问题:火车事故的原因?物理规律:分析事故原因:车速过大,破坏轨道;站物理角度解析:圆周运动;得出解决方案:减小车速,减小侧压力,理解铁路设计模式:内地外高; 归纳物理规律:r tan 2v m mg =α。
典例展示:物理规律应用的展示(如何设计弯道铁路)。
例1、(内低外高)火车以半径R= 900 m 转弯,火车质量为8×105kg ,速度为30m/s ,火车轨距l=1.4 m ,要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力,轨道应该垫的高度h ?(θ较小时tan θ=sin θ)课后巩固:课后巩固,加深印象,掌握方法。
(完整版)生活中的圆周运动教学设计生活中的圆周运动教学设计生:沿转弯半径指向圆心的最大静摩擦力大于转弯需要的向心力。
(并要学生板书这一物理关系)师:那么,在不改变汽车行驶速度的情况下,要让汽车安全转弯,我们可以怎么办?生:增大摩擦因数增大转弯半径。
师:刚才我们根据摩擦力提供向心力分析了汽车转弯的安全问题,赛车时有没有办法让其他力来提供向心力呢?(停顿一段时间后展示赛车跑道图片)生:(观察和思考后)。
可以让路面倾斜。
师:(引导学生用物理知识分析)为什么让路面倾斜可以增加转弯的安全性。
生:(互相讨论、交流)。
师:公路倾斜以后支持力的提供分力可以提供向心力。
实例2——铁路的弯道(水平面内的圆周运动)师:(多媒体课件)让学生观察火车车轮的结构,并向学生展示模型。
火车在水平面转弯时,强向心力不能由静摩擦力提供,那有谁提供呢?只能由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供.师:挤压的后果会怎样?生:由于火车质量、速度比较大,故所需向心力也很大.这样的话,轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大,导致的后果是铁轨容易损坏,轨缘也容易损坏.师:(设疑引申)为了解决这一实际问题,结合赛车跑到的知识提出可行的解决方案.生:通过思考得出解决方案,让外轨比内轨略高。
师:学生讨论交流火车转弯所需的向心力的方向是在水平方向上还是在与斜面平行的方向上?生:水平方向。
师:学生分组活动,讨论一下火车在倾斜轨道上的受力,找出其所提供向心力和所需向心力的关系。
让学生在黑板上板书的受力图,进行定性分析;(在此处为调动学生的积极性,将其分为工程师和火车司机两大组,从不同角度探究)实例3——汽车过桥(竖直面内的圆周运动)师:(多媒体课件)通过观察生活见到的大部分的拱形桥,提出问题:为什么我们所见到桥的外形大部分都是拱起的?这样的设计跟向心力又有怎么样的关系呢?(以质量为m的汽车在拱形桥上以速度V行驶,桥面的圆弧半径为R,画受力分析图,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力说明).生:在最高点,对汽车进行受力分析,确定向心力的来源;由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力:由牛顿第三定律求出桥面受到的压力.F’N=G —mv2/r 可见,汽车对桥的压力F’N小于汽车的重力G,并且压力随汽车速度的增大而减小.师:请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时,汽车的速度有多大.当汽车的速度大于这个速度时,会发生什么现象?生:把 F’N=0代人上式可得,此时汽车的速度为gRv ,当汽车的速度大于这个速度时,就会发生汽车飞出去的现象.这种现象我们在电影里看到通过观察认识火车车轮的特殊构造,为认识火车转弯向心力的提供做知识准备。
转弯问题上节课我们学习了向心力,知道向心力是按作用效果命名的力,它可以是一个力也可以是几个力的合力。
今天我们来看几个圆周运动在生活中的应用。
主要是以下三个:“转弯问题”——我们经常说弯道超车,就和转弯有关;“过桥问题”——转了弯之后,车辆就要过桥,过什么桥呢?有水平的桥,凹的桥还有凸的桥;“离心问题”——这个转筒一样的离心机在生活中应用非常广泛,比方说洗衣机的甩干桶,生物上“差速离心法”分离细胞器,甚至制作棉花糖的工艺中都会用到。
好我们首先从“转弯问题”谈起。
大家在生活中会乘坐什么交通工具呢?有汽车、摩托车、火车、飞机等等,这么多坐骑今天我们将会一一分析到。
首先看“汽车转弯”。
这是一个F1赛车,正在赛道转弯,它受到哪些力的作用呢?在竖直方向上有重力、支持力,二者等大反向相互抵消为0.那汽车要转弯,也就是做匀速圆周运动,一定会受到一个向心力。
这个向心力的作用由谁来提供呢?通过观察图片【轮胎形变图】我们发现,赛车在水平方向上有一个向外飞的趋势,那为了阻碍这个趋势,轮胎与地面之间就会产生一个与相对运动趋势方向相反的什么力?静摩擦力。
这个摩擦力的方向刚好指向圆心,充当了赛车转弯的向心力。
好,这是第一个例子:我们知道原来为汽车转弯提供向心力作用的是轮胎与地面的摩擦力。
那么我们看下一种交通工具——火车。
我们在出去旅游的时候经常选择火车出游,所以火车也被戏称为穷游者的标配。
那火车在转弯的时候其实发生的也是匀速圆周运动,它必然也会受到向心力的作用。
那么是什么力充当了这个向心力呢?好,我们一起来分析。
我们知道火车在轨道上运行时,为了固定运动轨迹,车轮内侧有突出的轮缘。
【图】在火车车轨的弯道上,如果内轨和外轨一样高,当火车转弯时,它所需要的向心力是从哪里来的呢?当火车转弯时具有一个向外侧飞出的趋势,于是外侧车轮的轮缘就会横向挤压外轨,使外轨发生弹性形变,当外轨恢复此形变时是不是就产生了使车轮向内的弹力?那这个弹力就是火车圆周运动的向心力。
物理必修2第六章第7节 生活中的圆周运动1【教学目标】1、知识与能力① 在变速圆周运动中,能用向心力和向心加速度的公式求最高点和最低点的向心力和 向心加速度。
培养综合应用物理知识解决问题的能力。
② 会在具体问题中分析向心力的来源。
③ 掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法,会处理水平面、竖直面 的问题. 2. 过程与方法通过向心力的实例分析,体会向心力的来源,并能结合具体情况求出相关的物理量。
关注匀速圆周运动在生活生产中的应用。
3、 情感态度与价值观通过解决生活、生产中圆周运动的实际问题,养成仔细观察、善于发现、勤于思考的良好习惯。
【教学重点】1、 掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式2、 能用上述公式解决有关圆周运动的实例 【教学难点】理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的, 而不是一种特殊的力。
【教学方法】讲授法、分析归纳法、推理法 【教学工具】投影仪、CAI 课件、多媒体辅助教学设备等 【教学过程】 一、引入新课教师活动:复习匀速圆周运动知识点(提问)① 描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系。
② 匀速圆周运动的特征合力就是向心力,产生向心加速度只改变物体速度的方向,方向始终指向圆心;2v2F m mrw r速度大小不变,方向时刻改变;③ 匀速圆周运动的物体力学特点合力是向心力,向心力是怎样产生的分析以下几种情T 2加速度大小不变,方向时刻改变;大小:2varrw22r学生活动:思考并回答问题。
教师活动:倾听学生的回答,点评、总结。
导入新课:学以致用是学习的最终目的,在生活中有很多的圆周运动。
课件展示:赛车转弯、过山车、航天员本节课通过几个具体实例的探讨来深入理解相关知识点并学会应用。
(学习目标)、新课教学(一)水平面内的匀速圆周运动(火车转弯问题)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。
《生活中的圆周运动》教学设计《《生活中的圆周运动》教学设计》这是优秀的教学设计文章,希望可以对您的学习工作中带来帮助!教材:《普通高中课程标准试验教科书》(人民教育出版社)高中物理必修2课题:第五章曲线运动第7节生活中的圆周运动课型:新授课设计说明:本节课采用“2+1高效教学”模式,按照【课前自主学习】-【导入·明确学习目标】-【自主学习·合作探究】-【课堂展示·评价】-【当堂检测·评价】-【课后练习】六个步骤进行。
自主学习,合作探究是主体,课堂展示是核心,通过展示,引领学生课前自主学习;通过展示,让学生体现自身的价值;通过展示,培养学生通过努力,获得成功的习惯;通过展示,让学生感受学习中的快乐!教材分析:《课程标准》要求学生能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
这就要求学生首先要知道什么是向心力,明确向心力与向心加速度的关系,然后应用牛顿第二定律列方程。
本课内容是圆周运动有关知识的综合应用,是牛顿第二定律的重要应用之一,学习它有助于了解物理学的特点和研究方法,体会物理学在生活中的应用以及对社会发展的影响,同时也为后续知识的学习打下基础。
教学目标:1.知识与技能(1)知道生活中常见圆周运动,会分析常见圆周运动向心力的来源。
(2)知道离心运动及其产生的原因,知道离心现象的一些应用和可能带来的危害。
(3)进一步理解向心力的概念,明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用。
2.过程与方法(1)让学生体会观察、分析、解决问题的程序和方法。
(2)培养学生比较分析、总结归纳的能力。
3.情感、态度与价值观(1)激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯。
(2)体会圆周运动的奥妙,培养学生学习物理知识的兴趣。
教学的重点与难点教学重点:分析具体问题中向心力的来源。
设计意图:学生常常误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体另外受到的力,课本中明确指出这种看法是错误的,以及如何正确认识向心力的来源,并且对向心力的来源分析地比较仔细,因此教学中应充分重视这一点。
《生活中的圆周运动》教学设计【教学目标】1.知识与技能:(1)通过分析公路和铁路中拐弯中的受力,能找出拐弯问题中向心力的来源,并能熟练应用牛顿第二定律列出向心力的方程。
(2)通过对拱形桥和凹形桥的受力分析,能找出向心力的来源,并能熟练应用牛顿第二定律列出向心力的方程。
(3)通过思考课本28 页“思考与讨论”,体会物理模型的奇妙2.过程与方法:(1)通过对圆周运动的实例分析,渗透渗透理论联系实际的观点,提高分析和解决问题的能力。
(2)通过课前的调查准备,培养学生科学探究的精神,经历观察的过程3.情感态度价值观:(1)通过合作探究,使学生养成与他人合作、交流、反思的习惯,培养与他人共同探究的团队精神。
(2)通过充当小老师,假设自己是工程师等方式体验和分享探究成功的喜悦,对科学探究产生浓厚的兴趣(3)通过向心力在具体问题中的应用,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
【教学重点】分析具体问题中向心力的来源。
依据:学生常常误认为向心力是一种特殊的力,是做匀速圆周运动的物体另外受到的力,课本中明确指出这种看法是错误的,以及如何正确认识向心力的来源,并且对向心力的来源分析地比较仔细,因此教学中应充分重视这一点。
【教学难点】在具体问题中分析向心力来源,尤其是在火车转弯问题中。
具体办法:对学生不太熟悉的火车车轮结构等问题借助视频、图片加以说明,使学生更易理解。
【教法分析】(一)教学方法:创设情景法,集体讨论法,多媒体教学法。
(二)教学手段:多媒体辅助教学,主要PowerPoint 演示文稿以及图片,并辅以视频。
【教法分析】(一)学习方法:自主探究法,分析归纳法,总结反思法(二)通过展示图片、视频创设情境,以提问的方式引导学生展开问题的讨论,并归纳总结出结论。
过程中体现“教师为主导,学生为主体”的教育思想。
让学生进入角色充当课堂教学的主体,整堂课由学生完成,帮助学生自觉、生动地进行思维活动。
使学生既学到了知识又掌握了学习方法,既培养了能力又发展了智力。
《生活中的圆周运动》教案一、教学目标(一)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、能理解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。
3、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。
(二)过程与方法1、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。
2、通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用,渗透特殊性和一般性之间的辩证关系,提高学生的分析能力。
3、通过对离心现象的实例分析,提高学生综合应用知识解决问题的能力。
(三)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、通过离心运动的应用和防止的实例分析。
使学生明白事物都是一分为二的,要学会用一分为二的观点来看待问题。
3、养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。
二、教学重点1、理解向心力是一种效果力。
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。
三、教学难点1、具体问题中向心力的来源。
2、关于对临界问题的讨论和分析。
3、对变速圆周运动的理解和处理。
四、课时安排1课时五、教学准备多媒体课件、粉笔、图片。
六、教学过程新课导入:师:请同学们回顾并叙述出对于圆周运动你已经理解和掌握了哪些基本知识生:我已经理解和掌握了可以用线速度、角速度、转速和周期等来描述做圆周运动物体的运动快慢;知道了圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度;掌握了对于圆周运动的有关问题还必须通过运用牛顿第二定律去认真分析和处理。
生:从匀速u圆周运动中总结出来的基本规律,通过运用等效的物理思想也可以去处理变速圆周运动的有关问题。
师:刚才几位同学各自从不同的角度回顾和交流了对圆周运动有关基本知识和基本规律的认识。
生活中的圆周运动教案.doc教案第一章:圆周运动的基本概念1.1 圆周运动的定义介绍圆周运动的概念,即物体在固定圆周路径上的运动。
强调圆周运动的路径是圆,物体在圆周上的运动是连续的。
1.2 圆周运动的要素介绍圆周运动的半径、线速度、角速度、周期等基本要素。
解释半径是圆心到物体运动位置的距离,线速度是物体在圆周上的速度大小,角速度是物体单位时间内转过的角度,周期是物体完成一次圆周运动所需的时间。
教案第二章:生活中的圆周运动实例2.1 自行车轮子的运动分析自行车轮子的运动特点,强调轮子边缘的线速度和角速度。
解释自行车轮子运动中的向心加速度和向心力。
2.2 旋转门的运动分析旋转门在开启和关闭过程中的圆周运动特点。
探讨旋转门的周期和角速度,以及门轴的固定和转动原理。
教案第三章:圆周运动的物理定律3.1 牛顿第一定律在圆周运动中的应用介绍牛顿第一定律,即物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动。
解释在圆周运动中,物体需要一个指向圆心的向心力来保持圆周运动。
3.2 向心力和向心加速度介绍向心力的概念,即指向圆心的力,使物体保持在圆周上运动。
解释向心力与物体的质量、线速度和圆周半径之间的关系。
教案第四章:圆周运动的计算4.1 圆周运动的线速度和角速度计算介绍线速度和角速度的计算公式,包括线速度与半径和角速度的关系,角速度与周期和半径的关系。
举例说明如何根据给定的圆周运动参数计算线速度和角速度。
4.2 圆周运动的向心加速度计算介绍向心加速度的计算公式,包括向心加速度与半径和线速度的关系。
举例说明如何根据给定的圆周运动参数计算向心加速度。
教案第五章:生活中的圆周运动应用5.1 旋转木马的运动分析旋转木马的运动特点,强调木马上的乘客在圆周上的运动。
探讨旋转木马的运动中的向心力和向心加速度。
5.2 摩天轮的运动分析摩天轮的运动特点,强调摩天轮上的乘客在圆周上的运动。
解释摩天轮的运动中的周期和角速度,以及乘客所受的向心力和向心加速度。
生活中的圆周运动教案.doc教案章节一:引言1.1 教学目标:让学生了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
激发学生对圆周运动的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容:圆周运动的定义圆周运动的特点生活中的圆周运动实例1.3 教学方法:采用问题引导法,让学生通过观察生活中的实例来发现圆周运动的存在。
使用多媒体演示生活中的圆周运动实例,帮助学生更好地理解。
教案章节二:圆周运动的基本公式2.1 教学目标:让学生掌握圆周运动的基本公式及其含义。
培养学生运用基本公式解决实际问题的能力。
2.2 教学内容:圆周运动的周期公式:T = 2πr/v圆周运动的角速度公式:ω= v/r圆周运动的线速度公式:v = ωr2.3 教学方法:通过实例分析和计算,让学生理解并掌握基本公式。
使用互动教学法,让学生积极参与公式的推导和讨论。
教案章节三:生活中的圆周运动实例分析3.1 教学目标:让学生了解生活中常见的圆周运动实例,并分析其运动特点。
培养学生运用圆周运动知识解决实际问题的能力。
3.2 教学内容:自行车轮子的运动旋转门的开关摩天轮的运动3.3 教学方法:观察生活中的圆周运动实例,让学生分析其运动特点和应用的圆周运动公式。
使用小组讨论法,让学生分享和交流自己的观察和分析结果。
教案章节四:圆周运动的实际应用4.1 教学目标:让学生了解圆周运动在实际中的应用,并学会解决相关问题。
培养学生的实际问题解决能力和创新思维。
4.2 教学内容:自行车刹车系统的应用汽车方向盘的运动旋转式电梯的工作原理4.3 教学方法:让学生通过观察和分析实际应用场景,了解圆周运动在这些应用中的重要作用。
使用项目研究法,让学生分组进行实际应用场景的调查和研究,并提出解决实际问题的方案。
教案章节五:总结与评价5.1 教学目标:让学生回顾和总结所学的圆周运动知识及其在生活中的应用。
培养学生的总结能力和评价能力。
5.2 教学内容:学生对圆周运动的理解和应用进行自我总结和评价。
课堂教学设计表课程名称物理设计者单位(学校)授课班级高一17班教学媒体(资源)的选择知识点编号学习目标媒体类型媒体内容要点教学作用使用方式所得结论占用时间媒体来源5.7-15.7-25.7-35.7-45.7-5知识和能力过程和方法情感态度和价值观课件1(图片、公式)课件2(图片、文字、视频)课件3(图片、文字)课件4(图片)课件5(图片)受力分析、公式计算理论分析、实验现象和结论受力分析生活中的场景应用举例B、B、EBBHAB、GEAD能分析向心力来源,计算设计速度通过实验验证理论分析的结果。
从生活走向物理由汽车转弯类比得出火车轨道改进方式展示生活中的实例,由物理走向生活7分8分10分8分3分自制实录自制自制自制下载①媒体在教学中的作用分为:A.提供事实,建立经验;B.创设情境,引发动机;C.举例验证,建立概念;D.提供示范,正确操作;E.呈现过程,形成表象;F.演绎原理,启发思维;G.设难置疑,引起思辨;H.展示事例,开阔视野;I.欣赏审美,陶冶情操;J.归纳总结,复习巩固;K.自定义。
②媒体的使用方式包括:A.设疑—播放—讲解;B.设疑—播放—讨论;C.讲解—播放—概括;D.讲解—播放—举例;E.播放—提问—讲解;F.播放—讨论—总结;G.边播放、边讲解;H. 边播放、边议论;I.学习者自己操作媒体进行学习;J.自定义。
板书设计。
生活中的圆周运动教学设计优质课教案一、教学目标通过本堂课的教学,学生应能够:1.基本理解圆周运动的概念和特性;2.掌握圆周运动的基本公式和计算方法;3.运用圆周运动的知识解决生活中的实际问题。
二、教学准备1.教师准备:投影仪、黑板、课件、实物示例等;2.学生准备:课本、笔、纸。
三、教学过程1. 导入(5分钟)教师通过投影仪展示一些日常生活中的圆周运动的例子,如钟摆的摆动、地球的公转等。
引导学生思考这些例子有什么特点,并引出本节课的主题。
2. 知识讲解(15分钟)教师介绍圆周运动的概念和特性,并通过课件和黑板向学生展示相关公式和计算方法。
在讲解过程中,教师可以结合实际场景,如车轮的转动、风车的旋转等,让学生更好地理解圆周运动的概念。
3. 团队合作探究(30分钟)将学生分为若干小组,每个小组由3-4名学生组成。
教师将准备好的实物示例分发给每个小组,如旋转木马、转盘等。
学生需要观察实物示例,采集相关数据,并通过小组讨论,尝试建立圆周运动的数学模型和公式。
4. 实践运用(30分钟)学生运用所学的圆周运动知识解决一些生活中的实际问题,例如:一个车轮的半径为30厘米,每分钟转动180°,求车轮的线速度、角速度等。
学生可以自由选择问题进行解答,并将解答过程和结果写在纸上。
5. 综合总结(10分钟)教师对学生的解答进行评价和点评,引导学生总结本节课所学的知识和方法,并强调圆周运动在生活中的应用和意义。
四、教学反思本堂课采用了导入、知识讲解、团队合作探究、实践运用和综合总结等多种教学方法,形式多样化,能够激发学生的学习兴趣和主动性。
通过实物示例和生活应用问题的解答,提高了学生对圆周运动的理解和掌握能力。
同时,教师要注意在讲解过程中合理引导学生思考,并及时给予帮助和指导,确保每个学生都能有所收获。
生活中的圆周运动教材分析本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节,也是《曲线运动》一章的最后一节。
学习本节内容既是对圆周运动规律的复习与巩固,又是后面继续学习天体运动规律的基础,具有承上启下的作用。
教材安排了铁路的弯道、汽车过拱桥、航天器中的失重现象、离心现象四个方面的内容,如果面面俱到,难免会蜻蜓点水,为了在教学中突出重点、分散难点,我将教材内容分为两课时完成。
本课为第一课时主要讨论铁路的弯道的设计意图和拱形桥问题。
学情分析通过前面的学习,学生已经对圆周运动有了较为清晰地认识,但是对于向心力概念的理解还不够深入。
高一的学生思维活跃、求知欲强,他们希望通过学习的圆周运动知识能解决实际问题,只需要通过几个圆周运动实例的问题引导,就可以让他们积极的参与到课堂中来,自主的解决问题。
教学目标知识与技能1.能分析出火车转弯向心力的来源,知道外轨比内轨高的原因;2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题;3.知道在解决一般圆周运动问题的方法是寻找向心力的来源。
过程与方法1.通过对生活中的圆周运动的实例,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;2. 经历观察思考、自主探究、交流讨论等活动,提高学生应用综合知识的能力。
情感态度价值观培养学生的实践应用能力,运用生活中的圆周运动实例,激发学生的学习兴趣和求知欲。
教学重点1.在具体问题中分析向心力来源,尤其是在铁路的弯道问题;2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
教学难点能分析出火车转弯向心力的来源,知道合力在水平方向上。
教学策略1.教法:使用情境激趣、设疑引导、适时点拨的方式引领学生的学习;2.学法:学生在教师的引领下,通过观察现象、自主探究、交流讨论等方式参与到课堂中来,体验解决实际问题的乐趣。
教学用具1.电子白板课件2.演示教具:手工制作车轮、车轨模型,水流星模型设计思路本节主要铁路的弯道、拱形桥两部分内容构成。
物理ⅱ人教新课件5.7生活中的圆周运动教案第七节生活中的圆周运动一.学习目标:(一)课标要求1.会在具体问题中分析向心力的来源.2.能理解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.3.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度.4.通过对离心现象的实例分析,提高综合应用知识解决问题的能力.(二)重、难点1.向心力的来源,并结合牛顿运动定律求解有关问题.2.关于对竖直平面内圆周运动临界问题的讨论和分析.二.巩固基础:1.一辆卡车在凸凹不平路面匀速行驶,如下图,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是()A.a处 B.b处 C.c处 D.d处2.如下图,光滑的水平面上,小球在拉力F作用下做匀速圆周运动,小球到达P点时()A.若F突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动B.若F突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动C.若F突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动D.若F突然变小,小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心3.一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s ,车对桥顶的压力为车重的43,要使汽车通过桥顶时对桥面没有压力,车速至少为()A.15 m/s B.20 m/s C.25 m/s D.30 m/s4.小木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中,由于摩擦力的作用,使小木块的速率保持不变,则此过程中()A.木块加速度为零 B.木块所受合力大小不变C.木块受合力为零 D.木块所受的合力越来越大5.如下图,在高速公路的拐弯处,路面筑得外高内低,即当车向左拐弯时,司机右侧的路面比左侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为θ。
设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于0,以下关系式中正确的选项是()θva cA.2sin v Rg θ=B.2tan v Rg θ=C.2sin 2v Rg θ=D.21v tan Rgθ=6.以下说法中正确的选项是( ) A.在光滑的水平冰面上,汽车可以转弯B.汽车转弯时需要的向心力由司机转动方向盘所提供的C.在外轨高于内轨,火车转弯速率小于规定的数值时,内轨将会受压力作用D.在外轨高于内轨,火车转弯速率大于规定的数值时,内轨将会受压力作用7.乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m 的人随车在竖直平面内旋转,以下说法正确的选项是( )A .车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人可能会掉下来B .人在最高点时对座椅可能产生压力,但压力一定小于mgC .人在最低点时对座椅的压力等于mgD .人在最低点时对座椅的压力大于mg8.汽车与路面的动摩擦因数为μ,公路某转弯处半径为R (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)问:若路面水平,汽车转弯不发生侧滑,汽车最大速度应为多少? (重力加速度为g ) 9.在如下图的圆锥摆中,已知绳子长度为L ,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ ,试求小球做圆周运动的周期。
5.7 生活中的圆周运动一、铁路的弯道思考:在平直轨道上匀速行驶的火车,火车受几个力作用?火车转弯时是在做圆周运动,那么是什么力提供向心力?车轮的构造:铁路的弯道——内外轨道一样高【最佳方案】外轨略高于内轨【方案剖析】解析:因为角度很小,所以重力G 与支持力F N 的合力F 合是使火车转弯的向心力【物理与生活】2008年4月18日,我国铁路进行了第六次大提速,时速将达200公里以上,这必将为我国经济腾飞注入新的活力。
假设你是一位从事铁路设计的工程师,你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗?应如何改造?速度能无限制提高吗?二、拱形桥思考:公路上的拱形桥是常见的,汽车过桥时,也可以看做圆周运动。
那么是什么力提供汽 车的向心力呢?L h tg =≈θθsin r v m L h mg 2=gr v L h 2=讨论: 质量为m 的汽车在拱形桥上以速度v 行驶,若桥面的圆弧半径为R ,试画出受力分析图,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.汽车对路面的压力小于自身的重力 ,处于失重状态mg-N=mv 2/R拓展: 凹形桥下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时,汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?超重状态思考与讨论地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径。
会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?……该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现,不过不是在汽车上,而是在航天飞机中.三、航天器中的失重现象假设宇宙飞船在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动,速率为V ,其轨道半径近似等于地球半径R ,航天员质量为m ,宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力.试求座舱对宇航员的支持力.通过求解你可以得出什么结论?r v m mg N r v m mg N 22+=⇒=-小结:当“供”“需”平衡时,物体做圆周运动想一想:当“供”“需”不平衡时,物体将如何运动呢?四、离心运动1、定义:当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时,物体做逐渐远离圆心的运动,叫做离心运动。
《生活中的圆周运动》一、教材分析(一)教材处理教材中的“火车转弯”与“汽车过拱桥”根据学生接受的难易程度,顺序作了对调,并把最后一部分“离心运动”放到下一节课处理。
(二)教学目标1.知识与技能目标(1)进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。
(2)培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力。
2.过程与方法目标(1)学会分析圆周运动方法,会分析拱形桥、弯道等实际的例子,培养理论联系实际的能力。
(2)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。
(3)能从日常生活中发现与圆周运动有关的知识,并能用所学知识去解决发现的问题。
3.情感态度与价值观目标(1)通过向心力在具体问题中的应用,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
(2)体会圆周运动的奥妙,培养学生学习物理知识的求知欲。
(四)重点 分析具体问题中向心力的来源。
(五)难点 在具体问题中分析向心力来源,尤其是在火车转弯问题中。
二、课堂教学设计(一)引课复习提问圆周运动向心加速度、向心力相关知识。
请同学举例生活中的圆周运动,以此引入新课。
(二)新课教学主要过程●汽车过拱形桥的问题通过提问,引导学生进入状态。
问题1:如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时,在竖直方向上受力如何? 问题2:如果汽车在拱形桥顶点静止时,桥面受到的压力如何?问题3: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。
-= =-=22R mv mg F Rmv F G F N N 向心力 问题4:根据上式,结合前面的问题你能得出什么结论?a 、汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg ;b 、汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小。
问题5:试分析如果汽车的速度不断增大,会有什么现象发生呢?问题6:汽车的速度比gR v =0 更大呢?汽车会怎么运动?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? += =-=22R mv mg F Rmv G F F N N 向心力问题8:前面我们曾经学习过超重和失重现象,那么试利用“超、失重”的观点定性分析汽车在拱形桥最高点,凹形桥的最低点分别处于哪种状态?超失重现象不只发生在竖直方向运动的物体上,而是竖直方向是否有加速度,与速度方向无关。
《生活中的圆周运动》教学案例高密市实验中学付志英一、教案背景:1、中学物理2、一课时二、教学课题:生活中的圆周运动三、教材分析:《生活中的圆周运动》是圆周运动的应用课,内容丰富。
教材中的每个例子的选择都各有特点,很有代表性:铁路的弯道用来分析水平面上的匀速圆周运动;拱形桥和凹形桥用来分析竖直面上的非匀速圆周运动;航天器中的失重现象研究失重问题;离心运动则研究向心力不足时物体的运动趋势。
四、通过该课学习,能够完成以下目标:情感目标:1、培养学生的应用实践能力和思维创新意识.2、运用生活中的几个事例,激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机。
3、建立具体问题具体分析的科学观念.能力目标:1、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,提高学生的分析和解决问题的能力。
2、通过匀速圆周运动的规律也可以在变圆周运动中使用,渗透特殊性和一般性之间的辩证关系,提高学生的分析能力.3、通过对离心现象的实例分析,提高学生综合应用知识解决问题的能力.知识目标:1、能定性分析火车外轨比内轨高的原因。
2、能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
3、知道航天器中的失重现象的本质.4、知道离心运动及其产生的条件,了解离心运动的应用和防止.五、教学重点:1、理解向心力是一种效果力.2、在具体问题中能找到向心力,并结合牛顿运动定律求解有关问题。
六、教学难点:1、具体问题中向心力的来源。
2、关于对临界问题的讨论和分析。
七、教学活动:【教学媒体】1。
教室电脑多媒体系统.2。
PowerPoint课件、Flash动画.【教学方法】阅读思考、猜想假设、分析推理、事实验证、归纳总结、讨论交流、练习巩固等。
【教学过程】一、导入新课情境引入赛车在经过弯道时都会减速,如果不减速赛车就会侧滑,从而引发事故,大家思考一下,我们如何才能使赛车在弯道上不用减速通过?课件展示自行车赛中自行车在通过弯道时的情境。
根据展示可以看出自行车在通过弯道时都是向内侧倾斜,这样的目的是什么?赛场有什么特点?学生讨论-----—自行车倾斜以及弯道外高内低都是使支持力不再竖直向上,与重力的和力提供向心力。
《生活中的圆周运动》教学设计(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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物理必修2第六章第7节
生活中的圆周运动1
【教学目标】
1、知识与能力
①在变速圆周运动中,能用向心力和向心加速度的公式求最高点和最低点的向心力和向心加速度。
培养综合应用物理知识解决问题的能力。
②会在具体问题中分析向心力的来源。
③掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法,会处理水平面、竖直面的问题.
2.过程与方法
通过向心力的实例分析,体会向心力的来源,并能结合具体情况求出相关的物理量。
关注匀速圆周运动在生活生产中的应用。
3、情感态度与价值观
通过解决生活、生产中圆周运动的实际问题,养成仔细观察、善于发现、勤于思考的良好习惯。
【教学重点】
1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式
2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例
【教学难点】
理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的,而不是一种特殊的力。
【教学方法】
讲授法、分析归纳法、推理法
【教学工具】
投影仪、CAI 课件、多媒体辅助教学设备等
【教学过程】
一、引入新课
教师活动:复习匀速圆周运动知识点(提问)
① 描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系。
② 匀速圆周运动的特征? 合力就是向心力,产生向心加速度只改变物体速度的方向,方向始终指向圆心;
22224T r m mrw r v m F π===
速度大小不变,方向时刻改变;
加速度大小不变,方向时刻改变;大小:
22224T r rw r v a π=== ③匀速圆周运动的物体力学特点合力是向心力,向心力是怎样产生的?分析以下几种情况的受力情况。
学生活动:思考并回答问题。
教师活动:倾听学生的回答,点评、总结。
导入新课:学以致用是学习的最终目的,在生活中有很多的圆周运动。
课件展示:赛车转弯、过山车、航天员
本节课通过几个具体实例的探讨来深入理解相关知识点并学会应用。
(学习目标)
二、新课教学
(一)水平面内的匀速圆周运动(火车转弯问题)
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
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:如果内外轨一样高,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。
问题3: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?如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢?(当内外轨一样高时,铁轨对火车竖直向上的支持力和火车重力平衡向心力由铁轨外轨的轮缘的水平弹力产生.这种情况下铁轨容易损坏.轮缘也容易损坏)
探究活动:再次展示火车转弯时候的图片,提醒学生观察轨道的情况。
分析:当外轨比内轨高时,铁轨对火车的支持力不再是竖直向上,和重力的合力可以提供向心力,可以减轻轨和轮缘的挤压。
最佳情况是向心力恰好由支持力和重力的合力提供,铁轨的内、外轨均不受到侧向挤压的力.
①受力分析:如图所示火车受到的支持力和重力的合力的水平指向圆心,
成为使火车拐弯的向心力.
②动力学方程:根据牛顿第二定律得 mgtan θ=m r v 20
其中r 是转弯处轨道的半径,
0v 是使内外轨均不受力的最佳速度. ③分析结论:解上述方程可知
20v =rgtan θ 可见,最佳情况是由0v 、r 、θ共同决定的.
当火车实际速度为v 时,可有三种可能,
当v =
0v 时,内外轨均不受侧向挤压的力; 当v >
0v 时,外轨受到侧向挤压的力(这时向心力增大,外轨提供一部分力); 当v <0v 时,外轨受到侧向挤压的力(这时向心力减少,内轨提供一部分力).
例1: 铁路转弯处的圆弧半径是1435m ,内外轨的间距为1.435m 规定火车通过这里的速度是72km/h ,内外轨的高度差应为多少才能使轨道不受轮缘的挤压?
总结:物体在水平面的匀速圆周运动,从力的角度看其特点是合外力的方向一定在水平方向上,由于重力方向在竖直方向,因此物体除了重力外,至少再受到一个力,才有可能使物体产生在水平面匀速圆周运动的向心力.
思维拓展极其应用:还有哪些实例和这一模型相同?自行车转弯,高速公路上汽车转弯、特技摩托表演(视频简单演示)等等.
(二)竖直平面内的圆周运动(最高点和最低点)
( 展示图片 拱形桥 凸形桥 平直桥)通过提问,引导学生进入状态。
问题1:如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时,在竖直方向上受力如何? 如果汽车在拱形桥顶点静止时,桥面受到的压力如何?
问题2: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。
问题3:根据上式,结合前面的问题你能得出什么结论?
A .汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg ;
B .汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小。
问题4: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,当达到某一速度时,
汽车对桥面完全没有压力,汽车“飘离”桥面。
问题5:如果汽车的速度比临界更大呢?汽车会怎么运动?
汽车以大于或等于临界的速度驶过拱形桥的最高点时,汽车与桥面的相互作用力为零,汽车只受重力,又具有水平方向的速度的,因此汽车将做平抛运动。
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?
问题8:前面我们曾经学习过超重和失重现象,那么试利用“超、失重”的
观点定性分析汽车在拱形桥最高点,凹形桥的最低点分别处于哪种状态?
总结:物体在竖直面的圆周运动,要求掌握的是在最高点和最低点的情况,从力的角度看:在最低点,物体除了重力外,还必须受到一个竖直向上的压力.在最高点,重力可以提供同
心力,即 mg =m r
v 2
0, 0v =rg 0v 是最高点的临界速度(可以是最大值,也可以是最小值),根据在最高点接触物体的特点,可能再提供竖直向上的力,也可能再提供竖直向下的力,要具体情况具体分析。
例:一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶,如图所示,由于轮胎过热,容易爆胎。
暴胎可能性最大的地段是( )
(三)课堂小结
请同学来完成,教师进行适当补充
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)、随堂练习 A
B D
质量为M=2.0×104KG的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径为20M,如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则汽车允许的最大速率是多少?若以所求速率行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?最容易发生爆胎的点是?
(五)布置作业
思考与讨论:地球可以看作一个巨大的拱形桥。
汽车沿南北行驶,不断加速。
请思考:会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力是0?此时汽车处于什么状态?驾驶员与座椅间的压力是多少?驾驶员躯体各部分间的压力是多少?驾驶员此时可能有什么感觉?。