高中物理 5.5匀速圆周运动的实例分析教案（2） 新人教版必修2

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1、匀速圆周运动的实例分析　　一、素质教育目标　　（一）知识教学点　　1．会在具体问题中分析向心力的来源，明确向心力是按效果命名的力．　　2．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．　　3．知道向心力，向心加速度的公式也适应变速圆周运动，理解如何使用．　　（二）能力训练点　　1．具体问题具体分析，理论联系实际，提高分析和解决问题的能力．　　2．注意统一性和特殊性，注意一般方法和特殊方法，提高综合分析的能力．　　（三）德育渗透点　　学习的目的是为了应用，科学技术是第一生产力．　　（四）美育渗透点　　通过实际演练，使学生在巩固知识的同时，领略到

2、将理论应用于实际解决问题而带来的成功的娱乐．　　二、学法引导　　学生自学教材，在例题分析时采用师生共同讨论的教学方式．　　三、重点·难点·疑点及解决办法　　1．重点　　（1）理解向心力是按效果命名的力．　　（2）会在具体问题中分析向心力，综合运用牛顿定律分析解决问题．　　2．难点　　（1）具体问题具体分析，理论联系实际．　　（2）临界问题的分析和讨论．　　3．疑点　　（1）火车转弯中的力学问题．　　（2）汽车过桥中的力学问题．　　4．解决办法　　抓住典型问题，讲透讲深，再举一反三．　　四、课时安排　　1课时　　五、教具学具准备　　课件1：火车转弯中的力学问题．　　课件2：汽车

3、过桥中的力学问题．　　多媒体设备　　六、师生互动活动设计　　1．教师利用多媒体课件展示物理情景，在分析时点拨关键之处．　　2．学生通过自学、观察来讨论分析实际问题与书本知识的联系，找出解决办法．　　七、教学步骤　　（一）明确目标　　（略）　　（二）整体感知　　这一节课结合两个实际例子进行分析．要充分发挥教师的主导作用和学生的主导作用，师生共同讨论，拓展知识．　　（三）重点、难点的学习与目标完成过程　　复习提问：　　匀速圆周运动的物体受到向心力．向心力是怎样产生的？　　用已熟悉的例子说明：　　（1）绳拉物体做匀速圆周运动，绳的拉力提供向心力．　　（2）物体随水平圆盘做匀速周围运

4、动，静摩擦力提供向心力．　　小结：向心力是由物体实际受到的一个力或几个力的合力提供的；向心力是按作用效果命名的力．　　我们从分析向心力角度进一步研究几个实例：　　1．火车转弯　　学生阅读课本　　演示课件1（可随提问讨论展开）　　提问讨论：　　（1）火车匀速直线运动和匀速转弯是否同种状态？　　不是，火车匀速直线运动时合外力为零，火车匀速转变时受向心力，合外力不为零．　　（2）火车转弯时所需的向心力如何产生？分两种情况讨论：内外轨一样高；外轨比内轨高．　　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

5、容易损坏　　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格压．　　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．　　定量分析火车转弯的最佳情况．　　①受力分析：如图5－14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．图5－14　　②动力学方程：根据牛顿第二定律得　　mgtanθ＝m　　其中r是转弯处轨道的半径，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　　＝rgtanθ　　可见，最佳情况是由、r、θ共同决定的．　　当火车实际速度为v时，可有三

6、种可能，　　当v＝时，内外轨均不受侧向挤压的力；　　当v＞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＜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）．　　（4）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等等．　　小结：　　我们讨论的火车转弯问题，实质是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．　　2．汽车过拱桥　　学生阅读课文　　演示课件2（可随提问讨论展开）　　提问讨

7、论：　　（1）汽车静止在桥顶与通过桥顶是否同种状态？　　不是，汽车静止在桥顶、或通过桥顶，虽然都受到重力和支持力．但前者这两个力的合力为零，后者合力不为零．　　（2）汽车过拱桥桥顶的向心力如何产生？方向如何？　　汽车在桥顶受到重力和支持力，如图5－15所示，向心力由二者的合力提供，方向竖直向下．图5－15　　（3）运动有什么特点？　　①动力学　　方程：　　由牛顿第二定律设　　G－＝m　　解得＝G－m　　②汽车处于失重状态　　汽车具有竖直向下的加速度，＜mg，对桥的压力小于重力．这也是为什么桥一般做成拱形