2019-2020年高中物理人教版必修二教案：第五章 第七节 生活中的圆周运动

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1、2019-2020年高中物理人教版必修二教案：第五章第七节生活中的圆周运动通过生活中存在的圆周运动，如火车、汽车转弯、汽车过拱桥等，让学生理解向心力和向心加速度的作用。本节内容着重于知识的理解应用。注意引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的知识；锻炼学生观察、分析、抽象、建模解决实际问题的方法和能力；培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识。一．教学目标（一）.知识与技能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.会用牛顿第

2、二定律分析圆周运动。4.进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。（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）.情感态度与价值观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.通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念。二．教学重点1.分析匀速圆周运动中向心力的来源。2

3、.熟练应用向心力公式和向心加速度公式。三．教学难点1.在具体问题中分析向心力的来源，尤其火车转弯问题中。2.掌握处理圆周运动中特殊点的方法。四．教学方法引导法、讲授法、讨论法、分析归纳法。五．教具PPT六．教学过程（一）复习旧知上节课我们学习了向心力,那么首先我们来回顾一下匀速圆周运动中向心力的定义、方向、表达式、来源及向心加速度和切向加速度对速度的影响。提问学生、并让学生在黑板上书写。【过渡】这节课我们就来学习生活中圆周运动的实例分析。第7节生活中的圆周运动。（板书）本节主要包括两个内容：一是火车转弯问题。二是汽车过桥问

4、题；（板书）（二）新课教学1.火车转弯问题：（先提问学生，后引导分析）1）在平直轨道上匀速行驶的火车，火车受几个力作用？这几个力的关系如何？那火车转弯时情况会有何不同呢？2)火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？首先让学生观察火车轮缘和铁轨的外形（PPT）提问学生：火车转弯时，若内外轨等高，谁提供向心力？有何弊病？教师引导分析：火车在转弯过程中做圆周运动，那么火车就需要向心力。若铁路弯道的内外轨道一样高，则外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力。因火车质量太大，则铁轨和车轮极易受损。解决办法：外轨高，内轨低。适当

5、选择内外轨道的高度差。（板书）教师引导分析讲解：计算得出火车行驶的安全速度：v临界＝此时，车轮对内外轨都无侧压力。（板书）例题：（PPT展示）3）学生讨论：如果火车在转弯处的速度不等于临界速度，会发生怎样的情况？当火车行驶速率v>v临界时，外轨对轮缘有侧压力。（板书）当火车行驶速率v

6、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？2.汽车过拱形桥引入：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？1）凸形桥：汽车在凸形桥的最高点时对桥的压力是怎样的？引导学生：分析受力情况，逐步求得桥面所受的压力。主要让学生体会并掌握求解向心力的过程：a.确定研究对象；b.分析受力情况；c.找圆心；d.确定合力即向心力的方向；e.列方程，得结论。结论：汽车在凸形

7、桥的最高点时受重力，桥给车的支持力，所以向心力就是这两个力的合力提供。因为圆心在下方，则有mg－FN=。又因牛顿第三定律：FN=FN’则FN’=mg-，则汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于重力。汽车处于失重状态。（板书）学生讨论：FN’与V的关系？老师引导分析：得出V↑时FN’减小；当FN’=0时v＝；小车会“飘离”桥面。若V>V0，小车会飞出去做平抛运动。2）凹形桥：那么汽车在凹形桥的最低点时对桥的压力又是怎样的？有了对凸型桥的分析过程，让学生自己分析汽车在凹形桥的最低点时对桥的压力。提问学生：答案：汽车在凹形桥的最高

8、点时：受重力，桥给车的支持力，所以向心力就是来自于这两个力的合力。因为圆心方向向上，所以有FN-mg=。又FN=FN’则FN’=mg+；则汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力大于重力；汽车处于超重状态。当V↑时FN’增大。3）由于时间关系课本28页“说一说”作为课后思考题。下节课上课时找学生回答。七．教师口