人教版高中物理必修二教案：5.7生活中的圆周运动
高二物理人教版必修2 5.7生活中的圆周运动教案
高二物理人教版必修2 5.7生活中的圆周运动教案生活中的圆周运动重/难点重点：理解向心力是一种效果力；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。
难点：具体问题中向心力的来源；关于对临界问题的讨论和分析；对变速圆周运动的理解和处理。
记住解决圆周运动的“三定”和“一分析”，即确定轨道平面、确定圆心、确定半径和分析向心力，解决实际圆周运动问题。
重/难点分析重点分析：本节课立足于匀速圆周运动基本规律，结合实际生活中两个实例“火车转弯”和“汽车过拱桥”进行分析。
解决有关圆周运动问题重要的是搞清楚向心力的来源，明确提出向心力是按效果命名的力，任何一个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，这是研究圆周运动的关键。
难点分析：做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律：nn F ma 。
在列方程时，根据物体的受力分析，在方程左边写出外界给物体提供的合外力，右边写出物体需要的向心力（可选用2222mv m R m R R T或或 等各种形式）。
如果沿半径方向的合外力大于做圆周运动所需的向心力，物体将做向心运动，半径将减小；如果沿半径方向的合外力小于做圆周运动所需的向心力，物体据三角形边角关系sinh L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） 又因为很小 所以sintan综合有h F LMg故Mg hLＦ=又2FMR所以ghRvL实际中，铁轨修好后h 、R 、L 定，又g 为定值，所以火车转弯时的车速为一定值。
若速度大于ghRL又如何？小于呢？ 1、若ghRvL,由2F MR向 可知所需要的向心力F 向（）大于重力和支持力的合力（F ）。
则外轨受挤压对轮缘有作用力（侧压力F 侧），有=F F F 向侧。
2、若ghRvL,由2F MR向 可知所需要的向心力F 向（）小于重力和支持力的合力（F ）。
则内轨受挤压对轮缘有作用力（侧压力F 侧），有=F F F 向侧。
人教版必修2 5.7生活中的圆周运动说课稿
今天我说课的内容是《生活中的圆周运动》，本次说课我将分为6个步骤，一、教材分析本课是人教版（必修2）第五章的第七节，是圆周运动的应用课，内容丰富，教材中例子的选择都各有特点，很有代表性：铁路的弯道——是分析水平面上的匀速圆周运动，拱形桥和凹形桥是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是研究向心力不足时物体的运动趋势根据学生实际情况，本节内容安排两课时，本课只研究前两部分，铁路的弯道分析，也会放在先分析汽车在水平路面转弯之后进行，这样做的目的是为了让学生的探究从易到难。
学习本节内容既能进一步巩固学生学习过的受力分析，牛顿第二定律、向心加速度、向心力等知识，又能增强物理知识与日常生活，宇宙开发的联系，同时激发学生学习物理的兴趣，培养学生学科学爱科学用科学的思想。
二、教学目标依据教学大纲的要求，以及本课与实际生活联系紧密的特点，我特制定如下教学目标。
（一）知识目标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，并应用到拱形桥、弯道等实际的例子中。
3、通过对几个圆周运动事例的分析，掌握牛顿第二定律分析向心力的方法。
（二）能力目标培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力，提高学生概括总结知识的能力。
（三）情感、态度与价值观目标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。
三、教学重点、难点正确认识向心力的来源是本节课的教学重点与难点。
学生常常误以为向心力是一种特殊的力，是做圆周运动的物体另外受到的力，如何正确认识向心力的来源，是解决实际问题的关键，在教学中应充分重视这一点，因此，分析向心力来源既是本节的重点又是本节的难点。
在教学中注意通过多分析实例使学生获得正确认识，抓住先分析物体所受的力（受力分析），再分析向心力的来源。
明确告诉学生受力分析只分析性质力。
四、教法学法本节课所采用的教学法主要有：图示法利用图片、影片、示意图等使本节内容更加形象直观简洁的展现给学生。
人教版高中物理必修二：5.7生活中的圆周运动(2)教案
三、当堂检测：
1.、飞机在沿水平方向匀速飞行时，飞机受到的重力与总是垂直于机翼向上的升力为平衡力，当飞机沿水平面做匀速圆周运动时，机翼与水平面成α角倾斜，如图所示，这时关于飞机受力的说法正确的是（）
A．飞机受到重力、升力，合力为零
B．飞机受到重力、升力和向心力，合力为零
【思考】：绕地球做匀速圆 周运在水平光滑桌面上做匀速圆周运动，当某时刻小绳突然剪断，会出现什么情况？
总结：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会
怎样运动呢?如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢?发表你的 见解并说明原因。
2、离心运动定义：
教法及教具
自主探究、交流 讨论、自主归纳
教
学
过
程
教
学
过
程
教学内容
个案调整
教师主导活动
学生主体活动
一、学法指导
依据学习目标，研读课本P28—P29，做好问题 导学，分析航天器中的失重现象和生活中的离心运动
二、问题导学
任务一、航天器中的失重现象
如果你站在电梯里，电梯加速上升，你对电梯的压力与你自身的重力那个大？我们把 这种现象叫。如果电梯加速下降，你 对电梯的压力与你自身的重力又如何？（用公式说明以上两种情况）
主备人
臧锦章
审核人
臧锦章
授课时间
____月____日
第2课时
课题
5.7生活中的圆周运动（2）
课型
新授课
教学目标
1．知道航天器中的失重现象的本质。
2．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。
重点
会用牛顿第二定律分析圆周运动。
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
生活中的圆周运动》教学设计
生活中的圆周运动》教学设计1、教材分析：生活中的圆周运动》是新课程人教版必修2第五章的最后一节。
本节课是在学生研究了圆周运动、向心加速度、向心力之后的一节应用课。
通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用，使学生深入理解圆周运动规律，并且结合日常生活中的某些体验，加深物理知识在头脑中的印象。
这一节既是本章关于圆周运动的总结，同时又对于下一章的万有引力与航天的知识，起到承上启下的作用。
2、教学目标：1）知识与技能：A、能定性分析火车外轨比轨高的原因，能定量计算火车转弯的临界速度；B、能定量分析汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的压力问题；C、知道航天器中航天员失重的原因；D、知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的应用于防止；2）过程与方法：A、进一步加深对向心力的认识，会用牛顿第二定律分析向心力的来源；B、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；C、充分展现中学生核心素养的基本原则。
3）情感、态度和价值观：A、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意识；B、通过一些事例，使学生初步建立严谨的科学态度和研究物理的责任感和自豪感；C、体会圆周运动的奥妙，培养学生研究物理知识的求知欲；D、充分体现中学生核心素养的价值定位。
3、教学重、难点：1）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，应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。
2）教学难点：A、能把所认识到的圆周运动按照水平、竖直方面进行分类，按照步骤进行问题分析；B、具体的火车结构。
难点突破：用分类的方法把相同的物理情景归为一类，然后找到他们共同的解题方法；对学生不太熟悉的火车车轮结构等问题借助演示图片加以说明，使学生更易理解。
二、学情分析学生已经初步掌握了匀速圆周运动、向心力、向心加速度的概念，但对于向心力的来源还不够清晰，这会影响他们对知识的应用和解决实际问题的能力。
人教版高一物理必修二教案-5.7生活中的圆周运动
5.7“生活中的圆周运动1”教学设计内容简介圆周运动是最常见的曲线运动，与日常生活联系密切，教材浓墨重彩地描述了火车转弯、拱形桥、航天器中的失重现象、离心运动等日常生活中的圆周运动。
本节课所展现的研究方法充分体现了圆周运动的基本研究思想，即“受力分析，供需平衡”，探究过程真正使学生体会了物理学之美——源于生活而高于生活。
目标定位一、知识与技能1.巩固向心力和向心加速度的知识；2.会在具体问题中分析向心力的来源；3.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题。
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，提高分析能力；3.通过对汽车过桥现象的实例分析，提高综合应用知识解决问题的能力；三、情感、态度与价值观养成应用实践能力和思维创新意识；运用生活中的几个事例，激发学习兴趣、求知欲和探索动机；通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念.设计思想本教学设计以新课程的三维目标为依据，重视学生的探究过程，体现“以学生为主体，以教师为主导”的新型师生关系，强化情感、态度与价值观的教育，提高学生的科学素养。
从生活中与圆周运动的相关视频、图片等素材入手，力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围，鼓励学生合作探究，为学生与学生、教师与学生的交流与合作创设更多的机会，也为教学活动中的“生成”搭建舞台。
教学流程复习导入1.向心加速度的公式：an ==rω2=r(Tπ2)2.2.向心力的公式：Fn =m an= mRv2=m rω2=mr(Tπ2)2.从"供""需"两方面研究做圆周运动的物体达到"供需"平衡时物体做匀速圆周运动导学案预习反馈：【设计意图】1、激发学生的学习兴趣2、引导学生自觉发现问题、解决问题的能力3、培养学生浓厚的学习兴趣一、视频展示，创设情境播放生活中的圆周运动视频，体验其中的乐趣。
【人教版】高中物理必修二教案：5.7 生活中的圆周运动
5.7 生活中的圆周运动教学目标一、知识与技能1．知道如果一个力或几个力的合力效果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。
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。
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。
教学过程一、引入新课复习提问：（1）向心力的求解公式有哪几个？（2）如何求解向心加速度？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。
二、新课讲解（一）铁路的弯道教师：投影教材P26的图5.7﹣1、5.7﹣2、5.7﹣3并提出问题：1．认识铁路和火车轮子的形状。
2．明白车轮与铁轨之间的结合方式。
教师：（多媒体课件）模拟在平直轨道上匀速行驶的火车和平直轨道火车转弯情形，思考：1.两种情况下车的受力情况有何不同？2.列车对轨道的侧向压力与火车速度有没有关系？3.为了减小火车对轨道的侧向压力，你有什么方法。
学生讨论并回答。
人教版高中物理必修二生活中的圆周运动教案
5.7 生活中的圆周运动一、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．四、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．五、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．实例研究1 ---------- 火车转弯火乍以半径R在水平轨道上转弯,火午质量为实例研究——火车转弯向心力由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力提供•V2I i N = m ——R研究讨论:1、如f∙ J减轻火4 对轨道的侧压力?l ⅛心力公式的理解捉供物体做匀速厂V F = 换I 周运动的力 T JrT"供需”平衡物体做匀速恻周运I⅛J ------ ΠΓ -------从“供” “需”两方面研究做圜周运动的火车以半径R= 900 In 转弯，火 车质量为8×105kg,速度为3<h ιι∕s, 火车轨距∕=1.4nι,为了使铁轨不受 轮缘的挤压，轨道应该垫的高度〃？解：火车做圆周运动 由丿J 的关系得:IlI InJ 心力公式得: eaygτ!7g⅞⅛aaz3ill 儿何关系彳肌≈ tanθFII研究与讨论3、若火车速度与设计速度不同会怎样?需耍轮缘捉•供额外的弹力满足向心力的需求 过人时:外侧轨道与轮Z 间仃弹力 过小时：内侧轨道与轮之间有弹力外侧r 物体做匀速闘周 J 运动所需的力 =0.14mF内侧WW ------------------------例1、火车转弯问题1．分析火车在平直轨道上匀速运动时受什么力？2．如果火车在水平面内转弯时情况又有何不同呢？。
人教版必修2物理：5.7 生活中的圆周运动 教案设计
生活中的圆周运动【教材分析】一、地位《生活中的圆周运动》这节课是新课标人教版《物理》必修第二册第五章《曲线运动》一章中的第八节，也是该章最后一节。
本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课，通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用，使学生深入理解圆周运动规律，并且结合日常生活中的某些生活体验，加深物理知识在头脑中的印象。
本节可以说是本章前面几节的综合应用，同时它还为下一章《万有引力与航天》的学习做了充分的准备。
二、教材处理教材中的“火车转弯”、“汽车过拱桥”、“航天器中的失重现象”和“离心运动”根据学生接受的难易程度，顺序作了调整，并增加了临界速度几种情况的分析。
【教学目标】1．知识与技能目标（1）教师引导学生进一步加深对向心力的认识，使其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。
（3）了解航天器中的失重现象。
（4）了解离心运动产生原因及应用。
（5）会分析临界速度。
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．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。
【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的来源，并能结合牛顿运动定理知识来解决相关问题。
【教学难点】1.具体问题中向心力的来源。
2.临界问题的讨论与分析。
3.对变速圆周运动的理解和处理。
【学情分析】学生刚刚对圆周运动有了初步的了解，对匀速圆周运动一些基本公式做了一些简单练习，但对于圆周运动的的应用知之甚少，所以教学设计中要体现事例的生活化要贴近学生，另外由于学生基础不同、认识上的差异性。
《生活中的圆周运动》教学设计
《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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人教版高中物理《生活中圆周运动》教学设计
人教版高中物理《生活中的圆周运动》教学设计一、教材分析教材中，圆周运动是作为曲线运动的一个特例拿出来的，在让学生认识了这种运动之后，进而给出了向心加速度、向心力的概念，阐明了物体做圆周运动的原因。
《生活中的圆周运动》是一节理论应用课，也是一节实例分析课，通过对生活中圆周运动的分析，引导学生从牛顿运动定律的角度，即力与运动关系的角度去分析圆周运动。
也为后面一章“万有引力与航天”的教学作好思想上的铺垫。
二、学情分析生活中的圆周运动是常见的，学生对此运动并不陌生，但是，初中学生不会从力与运动关系的角度去审视圆周运动。
进入高中之后，学生在物理这门学科中学习了有关运动学和动力学的基本理论知识，具备了从力与运动关系的角度去分析圆周运动的能力。
但是困难在于学生对于牛顿运动定律的认识不够深刻；从直线运动到曲线运动有一个较大的难度跨越；学生并不习惯于将理论知识运用到实际观察到的现象中。
这些都对本节课的教学带来了一定的负面影响。
三、教学目标1.知识与技能目标（1）能定性分析火车外轨比内轨高的原因。
（2）能定量分析火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与防止。
2.过程与方法目标（1）能正确分析实际问题中向心力的来源，会用牛顿运动定律分析圆周运动（主题）。
（2）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。
（3）体验用力与运动关系的眼光来看待生活中的圆周运动。
3.情感、态度与价值观目标（1）培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，培养理论联系实际的能力。
（2）激发学生的爱国热情，提升民族自豪感。
（3）在生活中树立起安全意识。
四、教学媒体使用多媒体辅助教学：应用演示文稿以及图片、视频，增强学生的感性认识，提高教学效率。
五、教学过程设计1.引入播放视频：冬奥会女子短道速滑1500米录像。
请同学们观察运动员在直道上和弯道上身体姿势的区别。
高中物理必修二教案-5.7生活中的圆周运动38-人教版
水平面内的匀速圆周运动教案教学目标：1．了解水平面内匀速圆周运动的受力情况2．学会应用牛顿第二定律解决水平面内的匀速圆周运动问题3．掌握分析、解决水平面内匀速圆周运动动力学问题的基本方法和基本技能教学重点：水平面内的匀速圆周运动教学难点：应用牛顿第二定律解决水平面内匀速圆周运动的动力学问题教学过程：引入：我们生活中有哪些圆周运动？图片的事例说明生活的圆周运动的形式有很多，水平面内的、斜面的、还有竖直平面内的。
我们今天这堂课就来了解水平面内的圆周运动。
一、水平转台：问题1：它的轨道平面在什么位置？圆心在哪里？半径如何确定？问题2：向心力由什么力提供？问题3：如何表示？轨道平面在水平面内，圆周运动的圆心在转台中心，圆周运动的半径是物体到转台中心的距离。
通过对物体受力分析，物体做圆周运动的向心力是由静摩擦力提供。
拓展：圆桶内物体的匀速圆周运动，它的向心力又是由什么力提供的呢？通过受力分析，物体在圆桶内做匀速圆周运动的向心力是由桶内壁对物体的支持力提供。
深入：如图，两个质量均为m 的小木块a 和b （可视为质点）放在水平圆盘上，a 与转轴oo ’距离为l ，b 与转轴的距离为2l 。
木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g 。
若圆盘从静止开始绕轴慢慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度。
（1）a 、b 谁会先动；（2）a 、b 开始滑动时的ω分别是多少？ （3）当l3k g2=ω时，a 所受摩擦力大小为kmg ，对吗？解析：（1）由向心力公式可得：kmg f F ==向 ①即 kmg R m =2ω ② ∴ kg R =2ω可知半径大的会先动，b 先动（2）a 、b 开始滑动时，说明a 、b 都刚好达到最大静摩擦力由②得： Rkg =ω ∴ lkga =ω lkg b 2=ω （3）∵ lkg32=ω<a ω ∴此时a 受的还是静摩擦力没有达到最大静摩擦力，是错误的。
观察：这些物体做匀速圆周运动时，向心力来源？有什么共同点？——物体在水平面内做匀速圆周运动的向心力可以由一个力提供。
人教版高一物理必修二教案-5.7生活中的圆周运动
《水平面内的圆周运动》教学设计一、设计思路（一）、指导思想①突出科学的探究性和物理学科的趣味性；②体现了以学生为主体的学习观念；注重了循序渐进性原则和学生的认知规律，使学生从感性认识自然过渡到理性认识。
（二）、设计理念本节对学生来说是比较感兴趣的，要使学生顺利掌握本节内容。
引导学生在日常生活经验的基础上通过观察和主动探究和归纳，就成为教学中必须解决的关键问题。
所以在本节课的设计中，结合新课改的要求，利用“六步教学法”：教师主导——提出问题；学生探求——发现问题；主体互动——研究问题；课堂整理——解决问题；课堂练习——巩固提高；反思小结——信息反馈，为学生准备了导学提纲，重视创设问题的情境和指导学生探究实验，引导学生分析实验现象，归纳总结出实验结论。
（三）教材分析本节是《曲线运动》这一章的核心，它既是圆周运动的向心力与向心加速度的具体应用，也是牛顿运动定律在曲线运动中的升华，它也将为学习后续的万有引定律应用、带电粒子在磁场中运动等内容作知识与方法上的准备。
本节通过对自行车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。
在本节教学内容中，圆周运动与人们日常生活、生产技术有着密切的联系，本节教材从生活场景走向物理学习，又从物理学习走向社会应用，体现了物理与生活、社会的密切联系。
（四）学情分析本节课为借班上课，所任教的学生基础较好、动手能力较强，对物理学科特别是紧密联系生活的内容特感兴趣。
而且学生已经学完向心力和向心加速度理论知识，将会在极大的好奇心中学习本节内容，只是缺乏对实际圆周运动的深度分析，还没有能将其上升至理论高度。
二、教学目标（一）知识与技能通过对自行车、交通工具等具体事例的分析，理解圆周运动规律分析和解决物理问题的方法。
（二）过程与方法将生活实例转换为物理模型进行分析研究。
（三）情感态度与价值观1、通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，培养学生对参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心。
【人教版】高中物理必修二教案：5.7生活中的圆周运动
5. 7生活中的圆周运动教课目的一、知识与技术1．知道假如一个力或几个力的协力成效使物体产生向心加快度，它就是圆周运动的物体所受的向心力，会在详细问题中剖析向心力的根源。
2．能理解运用匀速圆周运动的规律剖析和办理生产和生活中的详细实例。
3．知道向心力和向心加快度的公式也合用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特别点的向心力和向心加快度。
二、过程与方法1．经过对匀速圆周运动的实例剖析，浸透理论联系实质的看法，提升学生剖析和解决问题的能力。
2．经过匀速圆周运动的规律也能够在变速圆周运动中使用，浸透特别性和一般性之间的辩证关系，提升学生的剖析能力。
3．经过对离心现象的实例剖析，提升学生综合应用知识解决问题的能力。
三、感情、态度与价值观1．经过对几个实例的剖析，使学生明确详细问题一定详细剖析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法办理问题。
2．经过离心运动的应用和防备的实例剖析，使学生理解事物都是一分为二的，要学会用一分为二的看法来对待问题。
3．养成优秀的思想表述习惯和科学的价值观。
教课要点1．理解向心力是一种成效力。
2．在详细问题中能找到是谁供给向心力的，并联合牛顿运动定律求解相关问题。
教课难点1．详细问题中向心力的根源。
2．对于对临界问题的议论和剖析。
3．对变速圆周运动的理解和办理。
教课过程一、引入新课复习发问：（1）向心力的求解公式有哪几个？（2）如何求解向心加快度？引入：本节课我们应用上述公式来对几个实质问题进行剖析。
二、新课解说（一）铁路的弯道教师：投影教材 P26 的图 5. 7﹣ 1、5. 7﹣ 2、 5. 7﹣3并提出问题：1．认识铁路和火车轮子的形状。
2．理解车轮与铁轨之间的联合方式。
教师：（多媒体课件）模拟在平直轨道上匀速行驶的火车和平直轨道火车转弯情况，思虑：1.两种状况下车的受力状况有何不一样？2.列车对轨道的侧向压力与火车速度有没相关系？3.为了减小火车对轨道的侧向压力，你有什么方法。
高中物理必修二教案-5.7生活中的圆周运动12-人教版
生活中的圆周运动课堂设计[目标定位] 1.能定性分析铁路弯道处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时对桥的压力知识回顾1.什么是向心力？做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫向心力2.向心力的特点（1）方向始终指向圆心，并与v 垂直，方向时刻发生变化，是变力 （2）向心力的作用效果只是改变物体线速度的方向而不改变线速度的大小。
（3）向心力的来源：可以是一些力的合力，也可以是一个力的分力。
所以向心力是效果力 3.向心力的大小 Tm F r m F r v m F ma F n n n nn 222)2(πω====r T m F r m F r v m F ma F n n n n n 222)2(πω====T m F r m F r v m F maF n n n n n 222)2(πω====r T m F r m F r v m F ma F n n n nn 222)2(πω====讲授新课 一、铁路的弯道 [问题设计] 火车转弯时的运动是圆周运动，分析火车的运动回答下列问题： (1)如图2所示，如果轨道是水平的，火车转弯时受到哪些力的作用？需要的向心力由谁来提供？图2(2)(1)中获得向心力的方法好不好？为什么？若不好，如何改进？(3)当轨道平面与水平面之间的夹角为α，转弯半径为R 时，火车行驶速度多大轨道才不受挤压？答案 (1)轨道水平时，火车受重力、支持力、轨道对轮缘的弹力，向心力由轨道对轮缘的弹力来提供．(2)这种方法不好，因为火车的质量很大，行驶的速度也不小，轮缘与外轨的相互作用力很大，铁轨和车轮极易受损．改进方法：在转弯处使外轨略高于内轨，使重力和支持力的合力提供向心力，这样外轨就不受轮缘的挤压了．(3)火车受力如图所示，则F n ＝F ＝mg tan α＝m v 2R所以v ＝gR tan α[要点提炼]1．向心力来源：在铁路的弯道处，内、外铁轨有高度差，火车在此处依据规定的速度行驶，转弯时，向心力几乎完全由重力G 和支持力F N 的合力提供，即F ＝mg tan_α.2．规定速度：若火车转弯时，火车轮缘不受轨道压力，则mg tan α＝m v 20R，故v 0＝gR tan α，其中R 为弯道半径，α为轨道所在平面与水平面的夹角，v 0为弯道规定的速度．(1)当v ＝v 0时，这时内、外轨均无侧压力，这就是设计的限速状态． (2)当v >v 0时，这时外轨对车轮有侧压力． (3)当v <v 0时，这时内轨对车轮有侧压力．例1．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶速度为v ，则下列说法中正确的是( )A ．当以v 的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B ．当以v 的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C ．当速度大于v 时，轮缘挤压外轨D ．当速度小于v 时，轮缘挤压外轨例2．有一列重为100 t 的火车，以72 km/h 的速率匀速通过一倾斜的弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，轨道半径为400 m 。
高中物理必修二教案-5.7生活中的圆周运动36-人教版
《生活中的圆周运动》教学设计《生活中的圆周运动》教学设计一.地位与作用向心力知识是高中物理的重要内容，在分析各类曲线运动中有重要应用。
二.学情分析学生通过前几节的学习，已初步掌握了圆周运动相关知识，但在一些关键概念上，还存在一些模棱两可的地方，对力和运动关系的理解不深刻、不透彻。
重点：向心加速度和向心力的概念难点：受力分析、具体现象中向心力的来源三.教学目标知识与能力：学习圆周运动相关知识，深刻理解圆周运动基本概念和基本规律。
过程与方法：提高学生灵活运用知识的能力，提高学生面对具体现象，综合分析问题的能力。
情感态度与价值观：通过几个物理实验和现象，让学生在真实的物理情境中寻找思路和线索，提高学生物理思维，激发学生物理兴趣。
四．内容设置与方案本节课通过分析几个物理现象和实验，学习水平面内匀速圆周运动的知识，促进学生对于各种情况下向心力来源的理解。
五.教学过程1、课堂引入利用酒杯实验引入，让学生产生疑惑，激发学生学习圆周运动知识的兴趣。
教师引导：这里有一个杯子和一个玻璃球，用竖直倒立的杯子可不可以将小球提起来？如果换2号杯子，还能做成功吗？2、基础知识复习复习圆周运动基本公式，复习两个运动学关系。
向心力的概念和意义：这里有根绳子悬挂一个小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，小球受几个力？除了这两个力以外，还受一个向心力吗？3、探究活动（一）问题1：为什么1号杯可以提起小球，2号杯到底可不可以？请学生解释。
问题2：请同学们仔细观察3号杯子的形状，判断3号杯可不可以。
学生回答完后，请学生试做一遍。
提问：为什么3号杯理论上可以，实际很难，学生受力分析，写出合力的表达式，比较合力和角速度的大小。
再引导学生解释为什么3号杯很难成功，因为3号杯要求角速度很大。
分析完后再请学生上来挑战。
问题3：杂技：飞车走壁，摩托车能够在几乎竖直的墙壁上骑行。
演示实验：电动小车在大桶内侧飞车走壁。
提问：两个杂技演员在同一侧壁飞车走壁，他们的轨道半径不同，现在他们想挑战一个项目：在不同的水平轨道上齐头并进，理论上可不可能？4、探究活动（二）问题1：怎样才能尽量不被甩出去教师引导语：这是一个叫魔盘的游戏，转盘上躺着很多人，转盘转得越来越快，陆续有人飞出去。
高中物理新课标人教版必修2优秀教案： 生活中的圆周运动
8 生活中的圆周运动整体设计圆周运动是生活中普遍存在的一种运动.通过一些生活中存在的圆周运动，让学生理解向心力和向心加速度的作用，知道其存在的危害及如何利用.通过对航天器中的失重想象让学生理解向心力是由物体所受的合力提供的，任何一种力都有可能提供物体做圆周运动的向心力.通过对离心运动的学习让学生知道离心现象，并能充分利用离心运动且避免因离心运动而造成的危害.本节内容着重于知识的理解应用，学生对于一些内容不易理解，因此在教学时注意用一些贴近学生的生活实例或是让学生通过动手实验来得到结论.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基础知识；熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法.锻炼学生观察、分析、抽象、建模的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.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.3.对变速圆周运动的理解和处理.课时安排1课时三维目标知识与技能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.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.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.情感态度与价值观培养学生的应用实践能力和思维创新意识；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；通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念.教学过程导入新课情景导入赛车在经过弯道时都会减速，如果不减速赛车就会出现侧滑，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减速通过？课件展示自行车赛中自行车在通过弯道时的情景.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？学生讨论结论：赛车和自行车都在做圆周运动，都需要一个向心力.而向心力是车轮与地面的摩擦力提供的，由于摩擦力的大小是有限的，当赛车与地面的摩擦力不足以提供向心力时赛车就会发生侧滑，发生事故.因此赛车在经过弯道时要减速行驶.而自行车在经过弯道时自行车手会将身体向内侧倾斜，这样身体的重力就会产生一个向里的分力和地面的摩擦力一起提供自行车所需的向心力，因此自行车手在经过弯道时没有减速.同样道理摩托车赛中摩托车在经过弯道时也不减速，而是通过倾斜摩托车来达到同样的目的.下面大家考虑一下，火车在通过弯道时也不减速，那么我们如何来保证火车的安全呢？ 复习导入1.向心加速度的公式：a n =r v 2=rω2=r(Tπ2)2. 2.向心力的公式：F n =m a n = m R v 2=m rω2=mr(Tπ2)2. 推进新课一、铁路的弯道课件展示观察铁轨和火车车轮的形状.讨论与探究火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面.受力分析，确定向心力（向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供）. 缺点：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F 向=mv 2/r ，向心力很大，对火车和铁轨损害很大.问题：如何解决这个问题呢？（联系自行车通过弯道的情况考虑）事实上在火车转弯处，外轨要比内轨略微高一点，形成一个斜面，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的.强调说明：向心力是水平的.F 向= mv 02/r = F 合= mgtan θv 0=θtan gr（1）当v= v 0，F 向=F 合内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.(2）当v ＞v 0，F 向＞F 合时外轨道对外侧车轮轮缘有压力.（3）当v ＜v 0，F 向＜F 合时内轨道对内侧车轮轮缘有压力.要使火车转弯时损害最小，应以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.二、拱形桥课件展示交通工具（自行车、汽车等）过拱形桥.问题情境：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.通过分析，你可以得出什么结论？画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力.思路：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 Rmv 2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. 思维拓展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还是小呢？学生自主画图分析，教师巡回指导.课堂训练一辆质量m=2.0 t 的小轿车，驶过半径R=90 m 的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10 m/s 2.求：（1）若桥面为凹形，汽车以20 m/s 的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，汽车以10 m/s 的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？解答：（1）汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F 和阻力f.在竖直方向受到桥面向上的支持力N 1和向下的重力G=mg ，如图所示.圆弧形轨道的圆心在汽车上方，支持力N 1与重力G=mg 的合力为N 1-mg ，这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力，即F 向=N 1-mg.由向心力公式有：N 1-mg=Rv m 2解得桥面的支持力大小为N 1=R v m 2+mg=(2 000×90202+2 000×10)N=2.89×104 N 根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是2.98×104 N.（2）汽车通过凸形桥面最高点时，在水平方向受到牵引力F 和阻力f ，在竖直方向受到竖直向下的重力G=mg 和桥面向上的支持力N 2，如图所示.圆弧形轨道的圆心在汽车的下方，重力G=mg 与支持力N 2的合力为mg-N 2，这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力，即F 向=mg-N 2，由向心力公式有mg-N 2=Rv m 2解得桥面的支持力大小为N 2=mg R v m 2-=(2 000×10-2 000×90102)N=1.78×104 N 根据牛顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78×104 N.（3）设汽车速度为v m 时，通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零.根据牛顿第三定律，这时桥面对汽车的支持力也为零，汽车在竖直方向只受到重力G 作用，重力G=mg 就是汽车驶过桥顶点时的向心力，即F 向=mg ，由向心力公式有mg=Rv m m 2 解得：v m =9010⨯=gR m/s=30 m/s汽车以30 m/s 的速度通过桥面顶点时，对桥面刚好没有压力.说一说汽车不在拱形桥的最高点或最低点时,它的运动能用上面的方法求解吗?汽车受到重力和垂直于支持面的支持力,将重力分解为平行于支持面和垂直于支持面的两个分力,这样,在垂直于支持面的方向上重力的分力和支持力的合力提供向心力.三、航天器中的失重现象引导学生阅读教材“思考与讨论”中提出的问题情境，用学过的知识加以分析，发表自己的见解.上面“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，而是在航天飞行中.假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，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的重力.试求座舱对宇航员的支持力.此时飞船的速度多大？通过求解，你可以得出什么结论？其实在任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的环境.其中所有的物体都处于完全失重状态.四、离心运动问题：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？结论：如果向心力突然消失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去.如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心.这两种运动都叫做离心运动. 结合生活实际，举出物体做离心运动的例子.在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的？你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗？参考答案：①洗衣机脱水②棉砂糖③制作无缝钢管④魔盘游戏⑤汽车转弯⑥转动的砂轮速度不能过大汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故水滴的离心运动 洗衣机的脱水筒总结：1.提供的外力F 超过所需的向心力,物体靠近圆心运动.2.提供的外力F 恰好等于所需的向心力,物体做匀速圆周运动.3.提供的外力F 小于所需的向心力,物体远离圆心运动.4.物体原先在做匀速圆周运动，突然间外力消失，物体沿切线方向飞出.例1 如图所示，杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，大家讨论一下满足什么条件水才能从水桶中流出来.若水的质量m=0.5 kg ，绳长l=60 cm ，求：（1）最高点水不流出的最小速率.（2）水在最高点速率v=3 m/s 时，水对桶底的压力.解析：（1）在最高点水不流出的条件是重力不大于水做圆周运动所需要的向心力即mg≤lv m 20 则所求最小速率v 0=8.96.0⨯=gl m/s=2.42 m/s.（2）当水在最高点的速率大于v 0时，只靠重力提供向心力已不足，此时水桶底对水有一向下的压力，设为F N ，由牛顿第二定律有F N +mg=lv m 2F N =lv m 2-mg=2.6 N 由牛顿第三定律知，水对桶底的作用力F N ′=F N =2.6 N ，方向竖直向上.答案：(1)2.42 m/s (2)2.6 N ，方向竖直向上提示：抓住临界状态，找出临界条件是解决这类极值问题的关键.课外思考：若本题中将绳换成轻杆，将桶换成球，上面所求的临界速率还适用吗？ 课堂训练1.如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M 的质点P ，与穿过中央小孔H 的轻绳一端连着.平板与小孔是光滑的，用手拉着绳子下端，使质点做半径为a 、角速度为ω1的匀速圆周运动.若绳子迅速放松至某一长度b 而拉紧，质点就能在以半径为b 的圆周上做匀速圆周运动.求质点由半径a 到b 所需的时间及质点在半径为b 的圆周上运动的角速度.解析：质点在半径为a 的圆周上以角速度ω1做匀速圆周运动，其线速度为v a =ω1a.突然松绳后，向心力消失，质点沿切线方向飞出以v a 做匀速直线运动，直到线被拉直,如图所示.质点做匀速直线运动的位移为s=22a b -，则质点由半径a 到b 所需的时间为：t=s/v a =22a b -/（ω1a ）.当线刚被拉直时，球的速度为v a =ω1a ，把这一速度分解为垂直于绳的速度v b 和沿绳的速度v′.在绳绷紧的过程中v′减为零，质点就以v b 沿着半径为b 的圆周做匀速圆周运动.根据相似三角形得b v a v a b =,即ba ab 12ωω=.则质点沿半径为b 的圆周做匀速圆周运动的角速度为ω2=a 2ω1/b 2.2.一根长l=0.625 m 的细绳，一端拴一质量m=0.4 kg 的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求：（1）小球通过最高点时的最小速度;（2）若小球以速度v=3.0 m/s 通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大？若此时绳突然断了，小球将如何运动?分析与解答：（1）小球通过圆周最高点时，受到的重力G=mg 必须全部作为向心力F 向，否则重力G 中的多余部分将把小球拉进圆内，而不能实现沿竖直圆周运动.所以小球通过圆周最高点的条件应为F 向≥mg ，当F 向=mg 时，即小球受到的重力刚好全部作为通过圆周最高点的向心力，绳对小球恰好不施拉力，如图所示，此时小球的速度就是通过圆周最高点的最小速度v 0，由向心力公式有：mg=lv m 20 解得：G=mg=lv m 20v 0=625.010⨯=gl m/s=2.5 m/s.（2）小球通过圆周最高点时，若速度v 大于最小速度v 0，所需的向心力F 向将大于重力G ，这时绳对小球要施拉力F ，如图所示，此时有F+mg=lv m 2解得：F=l v m 2-mg=(0.4×625.00.32-0.4×10)N=1.76 N 若在最高点时绳子突然断了，则提供的向心力mg 小于需要的向心力lv m 2，小球将沿切线方向飞出做离心运动（实际上是平抛运动）.课堂小结本节课中需要我们掌握的关键是：一个要从力的方面认真分析，搞清谁来提供物体做圆周运动所需的向心力，能提供多大的向心力，是否可以变化；另一个方面从运动的物理量本身去认真分析，看看物体做这样的圆周运动究竟需要多大的向心力.如果供需双方正好相等，则物体将做稳定的圆周运动；如果供大于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐靠近圆心；如果供小于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐远离圆心；如果外力突然变为零，则物体将沿切线方向做匀速直线运动.布置作业教材“问题与练习”第1、2、3、4题.板书设计8.生活中的圆周运动一、铁路的弯道1.轨道水平：外轨对车的弹力提供向心力轨道斜面：内外轨无弹力时重力和支持力的合力提供向心力二、拱形桥拱形桥：F N =G-m Rv 2凹形桥：F N =G+m Rv 2三、航天器的失重现象四、离心运动1.离心现象的分析与讨论2.离心运动的应用与防止活动与探究课题：到公园里亲自坐一下称为“魔盘”的娱乐设施，并研究、讨论：“魔盘”上的人所需向心力由什么力提供？为什么转速一定时，有的人能随之一起做圆周运动，而有的人逐渐向边缘滑去？观察并思考：1.汽车、自行车等在水平面上转弯时，为什么速度不能过大？2.观察滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿势，并分析其受力情况.习题详解1.解答：因为正常工作时转动轴受到的水平作用力可认为是零，所以转动轴OO′将受到的作用力完全是由小螺丝钉P 做圆周运动时需要的向心力引起的.故力F=mω2r=m(2πn)2r=0.01×(2×3.14×1 000)2×0.20 N=7.89×104 N.2.解答：这辆车拐弯时需要的向心力为F=r v m 2=2.0×103×50202N=1.6×104 N ＞1.4×104 N 所以这辆车会发生侧滑.3.解答：（1）汽车在桥顶时受力分析如图所示.汽车通过拱形桥则据牛顿第二定律有G-F N =rv m 2① 代入数据可得F N =7 600 N,所以由牛顿第三定律有汽车对地面的压力为7 600 N.（2）当F N =0时，汽车恰好对桥没有压力，此时可得汽车的速度为v=22.4 m/s （g 取10 m/s 2）.（3）由①式可知，对同样的车速，拱桥圆弧的半径越大，汽车对桥的压力就越大,所以拱桥的半径比较大些安全.（4）因为腾空时F N =0，所以其速度v=64000008.9⨯=gR m/s=7 900 m/s即需要7 900 m/s 的速度才能腾空.4.解答：对小孩的受力分析如图所示，则据牛顿第二定律有F N -G=r v m 2 由机械能守恒定律有mgl(1-cos60°)=221mv 两式联立代入数据可得F N =450N,故秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力是450N.设计点评本节课重点是圆周运动中向心力和向心加速度的应用，关键问题是要找出向心力是由谁来提供.圆周运动和生活密切相关，学生容易受到生活中的定势思维所干扰，对向心力分析不足，所以教学中列举了生活中大量的常见现象，并借助生活中的事例进行辨析，通过师生分析、论证从而得出了正确的结论.。
何静波-5#7 生活中的圆周运动 #课件
2、当 v gRsin时，外轨与轮缘间有弹力
：
外侧
mg 内侧
3、当 v gRsin时，内轨与轮缘间有弹力 θ
：
列车速度过快,造成翻车事故！
二、拱形桥
实例研究——过拱桥
1、汽车过拱桥是竖直 面内圆周运动的典型代 表。
2、研究方法与水平面 内圆周运动相同。
设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。比
Ff F
思考：
外侧
内侧
1、火车若完成圆周运动，除静摩擦力外，还 需与静摩擦力同向的力还是反向的力？
2、此力的来源和性质？ 3、火车实现了转弯的效果，但缺点是什么？
4、怎样才能既实现火车转弯又能避免轮缘与 轨道之间的挤压力呢？
2、轨道外高内低
FN
mg
h
θ
思考：
1、若无挤压力和静摩擦力， 火车做圆周运动时向心力由哪 些力提供？
较在两种不同情况下，桥面的受力的情况。
最高点
FN
G a
FN
mg
m
v2 R
mg
失重
FaN’
最低点
G
FN '
mg
m v2 R
mg
超重
研究与讨论
1、若速度过快，汽车做 何种运动？
提供的向心力不足，离 开桥面做平抛运动。
2、有无可能做这样的运
动？若可能应满足怎样的
FN
条件？
FN
mg
m
v2 r
G
FN 0
利用支持力与重力的合力提供 向心力，达到“供需”平衡。
2、向心力的方向？
类比漏斗中小球的运动：
——研究火车转弯时向心力的方向 F
G
模拟铁路弯道
人教版高中物理必修二教案：5.7 生活中的圆周运动
生活中的圆周运动班课教案【学习目标】1、能够根据圆周运动的规律，熟练地运用动力学的基本方法解决圆周运动问题。
2、学会分析圆周运动的临界状态的方法，理解临界状态并利用临界状态解决圆周运动问题。
3、理解外力所能提供的向心力和做圆周运动所需要的向心力之间的关系，以此为根据理解向心运动和离心运动。
知识回顾：1. 圆周运动的条件？答：受力方向与速度方向垂直2. 圆周运动的关于线速度，角速度，周期的向心力的表达式？答：22224ωπmr Tmr r v m F ===3. 圆周运动的总体分类？答：水平面的圆周运动和竖直面的圆周运动知识点一、静摩擦力提供向心力的圆周运动的临界状态水平面上的匀速圆周运动，静摩擦力的大小和方向：物体在做匀速圆周运动的过程中，物体的线速度大小不变，它受到的切线方向的力必定为零，提供向心力的静摩擦力一定沿着半径指向圆心。
这个静摩擦力的大小2f ma mr ω==向，它正比于物体的质量、半径和角速度的平方。
当物体的转速大到一定的程度时，静摩擦力达到最大值，若再增大角速度，静摩擦力不足以提供物体做圆周运动所需要的向心力，物体在滑动摩擦力的作用下做离心运动。
临界状态：物体恰好要相对滑动，静摩擦力达到最大值的状态。
此时物体的角速度rgμω=（μ为最大静摩擦因数），可见临界角速度与物体质量无关，与它到转轴的距离有关。
水平面上的变速圆周运动中的静摩擦力的大小和方向：无论是加速圆周运动还是减速圆周运动，静摩擦力都不再沿着半径指向圆心，静摩擦力一定存在着一个切向分量改变速度的大小。
如图是在水平圆盘上的物体减速和加速转动时静摩擦力的方向：（为了便于观察，将图像画成俯视图）例题1.如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A 、B 两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A ．B 的向心力是A 的向心力的2倍B ．盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍C ．A 、B 都有沿半径向外滑动的趋势D ．若B 先滑动，则B 对A 的动摩擦因数A μ小于盘对B 的动摩擦因数B μ 【答案】BC【解析】因为A 、B 两物体的角速度大小相等，根据2n F mr ω=，因为两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则向心力相等；对A 、B 整体分析，22B f mr ω=，对A 分析，有2A f mr ω=，知盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍，则B 正确；A 所受的摩擦力方向指向圆心，可知A 有沿半径向外滑动的趋势，B 受到盘的静摩擦力方向指向圆心，有沿半径向外滑动的趋势，故C 正确；对AB 整体分析，222B B mg mr μω=，解得：B B grμω=A 分析，2A A mg mr μω=，解得A A grμω=B 先滑动，可知B 先到达临界角速度，可知B 的临界角速度较小，即B A μμ<，故D 错误。
新人教版高中物理必修二生活中的圆周运动精品教案
新人教版高中物理必修二《生活中的圆周运动》精品教案【二】、拱形桥力的?进一步受力分析得：需增加的向心力(效果力)，是由车轮的轮缘和铁轨之间相互挤压而产生的弹力供应．师：挤压的后果会怎样?生：由于火车质量、速度比拟大，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，导致的后果是铁轨简单损坏，轨缘也简单损坏．师：那么应当如何解决这一问题呢?结合学过的学问加以讨论：经过短暂的讨论，让学生看课本24页找寻答案。
强调说明：向心力是程度的．师：请同学们运用刚刚的分析进一步讨论：实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?【二】拱形桥马路上的拱形桥是我们常见的，汽车过桥时的运动可以看作是圆周运动，那么汽车在桥的弧顶时，对桥的压力与汽车的速度有什么关系？同学们自己分析。
生：在最高点，对汽车进展受力分析，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过．师：好，下面再一起共同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．生：通过对汽车进展受力分析．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．[课堂训练]师：请同学们一起来看一道例题，看完题后，自己先独立分析、处理，然后我们再一道沟通、讨论．例：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形，汽车以l0m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？解：。
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课题第七节生活中的圆周运动
授课时间
教学目标知识与技能
1.会在具体问题中分析向心力的来源；
2.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆
周运动问题。
过程与方法
1.通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆
周运动中使用；
2.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；
情感态度与价值观
通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的
科学观念.
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。
教学难点 1．具体问题中向心力的来源；
2．对变速圆周运动的理解和处理。
课程类型新授课
教学方法讲授法、归纳法
教学工具多媒体辅助
教学过程导入新课
向心力是按效果命名的力，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。
根据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。
对
于变速圆周运动，向心力是沿半径方向的合力
提供的。
教学内容一、汽车转弯
①在水平路面上转弯
汽车在水平路面上转弯时的向心力也来源于
地面的静摩擦力，根据向心力公式有
F=F1=mu2/r
转弯时所需的向心力与转弯时的速率及半径
有关，如果转弯时的速率过大，静摩擦力不能
满足转弯需要时汽车将向外滑出并翻转。
②在倾斜路面上转弯
汽车在倾斜路面上转弯时，重力和支持力的合
力可提供一部分向心力。
设汽车与路面间的静
摩擦力为F1，则有：
F N cosθ=F1sinθ+mg
F N sinθ+F1cosθ=mu2/r
消去F N后得：
F1=mu2cosθ/r- mgsinθ
弯道的路面修好以后，r、θ为定值，因而F1
的数值与v有关，当速率v合适时，可使F1
等于零，这时mg与F N的合力恰好提供转弯时
所需的向心力，这时的速率叫做规定速率v0，
可解得v0＝√grtanθ。
二、火车弯道的设计
①在水平路面上转弯
火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有向心加速度。
火车的车轮上有突出的轮缘，如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力。
根据向心力公式有F=mu2/r
但火车质量太大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损。
②在倾斜上路面转弯
如果在转弯处使外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力F N的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力mg的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力。
这就减轻了轮缘与外轨的挤压。
在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力mg和支持力F N的合力来提供。
火车在倾斜路面上转弯时，重力和支持力的合力可提供一部分向心力。
设火车外轮缘和外轨间的弹力为F，
则有F N cosθ=Fsinθ+mg
F N sinθ+Fcosθ=mu2/r
消去F N后得：
F=mu2cosθ/r- mgsinθ
当火车在弯道处按规定速率v0＝v0＝√grtanθ行驶时，mg与F N的合力恰好提供转弯时所需的向心力，这时轮缘与轨道之间就不产生挤压了。
三、汽车过拱桥
1、汽车过拱形桥的最高点
公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动也可看做圆周运动。
质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，若桥面的圆弧半径为R，我们来分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。
汽车在竖直方向受到重力mg和桥的支持力FN，它们的合力就是使汽车做圆周运动的向心力F。
鉴于向心加速度的方向是竖直向下的，故合力为：F＝mg－F N 以a表示汽车沿拱形桥面运动的向心加速度，根据牛顿第二定律有：F=ma=mu2/R
所以mg-F N=mu2/R
由此解出桥对车的支持力F N=mg-mu2/R
汽车对桥的压力F N与桥对汽车的支持力F N是一对作用力和反作用力，大小相等。
所以压力的大小为：
F N=mg-mu2/R
由此可以看出，汽车对桥的压力F N小于汽车的重量mg，而且汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小。
2、汽车过凹形桥的最低点
汽车过凹形桥时的运动也可看做圆周运动。
质量为m
的汽车在凹形桥上以速度v前进，若桥面的圆弧半径
为R，我们来分析汽车通过桥的最低点时对桥的压力。
汽车在竖直方向受到重力mg和桥的支持力F N，它们
的合力就是使汽车做圆周运动的向心力F。
根据向心力公式有：F N-mg=mu2/R
由此解出桥对车的支持力F N=mg+mu2/R
汽车对桥的压力F N与桥对汽车的支持力FN是一对作
用力和反作用力，大小相等。
所以压力的大小为：
F N=mg+mu2/R
由此可以看出，汽车对桥的压力F N大于汽车的重量
mg，而且汽车的速度越大，汽车对桥的压力越大。
四、离心运动
①除了向心力突然消失外，在合外力F不足以提供物
体做圆周运动所需的向心力，即供需双方不能满足需
要时，物体将偏离原来运动的圆轨道。
当F＜mrω2
时，物体将沿切线和圆周之间的某条曲线运动，离圆
心越来越远，如图所示。
物体做离心运动的条件是：合外力突然消失或者不足
以提供圆周运动所需的向心力。
②离心运动
做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者
不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐
渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
板书设计第七节生活中的圆周运动
一、汽车转弯
①在水平路面上转弯
②在倾斜路面上转弯
二、火车弯道的设计
①在水平路面上转弯
②在倾斜上路面转弯
三、汽车过拱桥
1、汽车过拱形桥的最高点
2、汽车过凹形桥的最低点
四、离心运动
布置作业课本：问题与联系组长签字
课后反思。