高一物理匀速圆周运动的实例3

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时间:2018-07-29

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1、匀速圆周运动的实例分析  ●本节教材分析  本节课在匀速圆周运动的基础上,结合两个实际例子进行分析,教学时要注意充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,拓展知识的应用.  分析和解决有关匀速圆周运动的问题,重要的是搞清楚向心力的来源,这是研究匀速圆周运动的关键,在具体问题的分析时,要注意:  1.要判断圆心的位置和质点做匀速圆周运动的半径.  2.对向心力来源的分析,要明确分析和计算的依据仍是普遍的运动规律——牛顿第二定律,只是这里的加速度是向心加速度.  课本分析了汽车通过拱桥顶点的力、速度、加

2、速度的问题.汽车通过拱桥的运动过程是变速圆周运动,这里只分析车过顶点时的情况,教学中应注意不要再扩展一般情况下的变速圆周运动的问题,也不要求提及切向分力和法向分力,以免增加难度,加重学生的负担.   ●教学目标   一、知识目标  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,它就是物体所受的向心力.  2.会在具体问题中分析向心力的来源.  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、能力目标  1.通过对匀

3、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.   三、德育目标  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.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.   ●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.   ●教学方法  讲授法、分析归纳法、

4、推理法、分层教学法.   ●教学用具  投影仪、CAI课件   ●课时安排  1课时   ●教学过程  [投影]本节课的学习目标  1.知道向心力是由物体沿半径方向的合外力来提供的.  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.  学习目标完成过程   一、导入新课  1.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从动力学角度对匀速圆周运动进行认识.  2.直接过渡导入  学以致用是学习的最终目的,本

5、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.   二、新课教学  (一)火车转弯问题  [CAI课件]模拟在平直轨道上匀速行驶的火车.提出问题:  1.火车受几个力作用?  2.这几个力的关系如何?  [学生活动设计]  1.观察火车运动情况.  2.画出受力示意图,结合运动情况分析各力的关系.  [师生互动]  1.火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力.  2.四个合力为零,其中重力和支持力合力也为零,牵引力和摩擦力合力也为零.  [过渡]那火车转弯时情况会有何不同呢?  [CAI课

6、件]模拟平弯轨道火车转弯情形.提出问题:  1.转弯与直进有何不同?  2.受力分析.  [学生活动]  结合所学知识讨论分析  [师生互动]  1.[思维方法渗透]  只要是曲线轨迹就需要提供向心力,并不是非得做匀速圆周运动.F=m中的r指的是确定位置的曲率半径.  [结论]转弯时需要提供向心力,而平直路前行不需要.  2.受力分析得:需增加一个向心力(效果力),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.  [深入思考]  挤压的后果会怎样?  [学生讨论]  由于火车质量、速度比较大

7、,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.  [设疑引申]  那么应该如何解决这一实际问题?  [学生活动]  发挥自己的想象能力结合知识点设计方案.  [提示]  1.设计方案目的为了减小弹力  2.录像剪辑——火车转弯.  [学生提出方案]  火车外轨比内轨高,使铁轨对火车的支持力不再是竖直向上.此时,重力和支持力不再平衡,它们的合力指向“圆心”,从而减轻铁轨和轮缘的挤压.  [点拨讨论]  那么什么情况下可以完全使铁轨和轨缘间

8、的挤压消失呢?  [学生归纳]  重力和支持力的合力正好提供向心力,铁轨的内外轨均不受到挤压(不需有弹力)  [定量分析]  [投影]  如下图所示  设车轨间距为L,两轨高度差为h,转弯半径为R,质量为M的火车运行.  [师生互动分析]  据三角形边角关系  sina=.  对火车的受力情况(重力和支持力合力提供向心力,对内外轨都无挤压)  tana=  又因为a很小  所以sina=tana.  综合有=  故F=Mg  又F=M  所以v=  [实际讨论]  v=在实际中反映

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