5.7生活中的圆周运动

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科技源于生活5.7生活中的圆周运动【教学目标】知识与技能1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力提供的。2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。3、会在具体问题中分析向心力的来源。过程与方法培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观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【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。【教学课时】1课时引入新课1、复习提问：（1）向心力的求解公式有哪几个？（2）如何求解向心加速度？2、引入：本节课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。新课讲解观察演示实验：小球在绳子的拉力作用下在水平面内做匀速圆周运动，分析小球的受力情况。1：关于向心力的来源。（1）介绍：分析和解决匀速圆周运动的问题，首先是要把向心力的来源搞清楚。2：说明：a：向心力是按效果命名的力；b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。3．简介运用向心力公式的解题步骤：（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。 科技源于生活（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。（3）建立以向心方向为正方向的坐标系，据向心力公式列方程。（4）解方程，对结果进行必要的讨论。4、实例1：火车转弯（1）介绍：火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？（2）火车转弯的情景（3）分析内外轨等高时向心力的来源。a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b：外轨对轮缘的弹力提供向心力。c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。（4）介绍实际的弯道处的情况。a：用录像资料展示实际的转弯处外轨略高于内轨。F=MV2/RF=mgtanαb：分析此时火车的受力情况，并说明此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。c：对此时火车的受力示意图，并分析得到：此时支持力与重力的合力提供火车转弯所需的向心力。d：强调说明：转弯处要根据限速和当地地理条件选择内、外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持里FN来提供这样外轨就不受轮缘的挤压了。 科技源于生活思考与讨论：当火车行驶速度比限速大时，什么力提供向心力？当火车行驶速度比限速小时呢，什么力提供向心力？5、实例2：汽车过拱桥的问题（1）结合日常生活中汽车过拱桥的物理情景（2）例如：汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？（3）a：选汽车为研究对象b：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力c：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下d：建立关系式：e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以且（4）说明：上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。课堂练习：课本人教版第30页第3题【课堂小结】1：物体除受到各个作用力外，还受一个向心力吗？2：用向心力公式求解有关问题时的解题步骤如何？3：对于火车转弯时，向心力由什么提供？4：汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压力与重力的关系如何？【板书设计】 科技源于生活5.7生活中的圆周运动一、铁路的弯道二、拱形桥F=MV2/RF=mgtanα