《生活中的圆周运动》教学设计
生活中的圆周运动教学设计
生活中的圆周运动教学设计生活中的圆周运动教学设计（精选5篇）作为一位不辞辛劳的人民教师，常常需要准备教学设计，教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。
我们该怎么去写教学设计呢？下面是店铺整理的生活中的圆周运动教学设计（精选5篇），供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
生活中的圆周运动教学设计1教学目标1、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。
2、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。
3、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。
教学重难点教学重点：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。
教学难点：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。
教学工具多媒体、板书教学过程新课导入生活中的圆周运动到处可见，如运动物体转弯问题，汽车、火车、飞机、自行车、摩托车的转弯，只要你注意观察，高速公路、赛车的弯道处，都做成外高内低的路面，自行车、摩托车拐弯时都要倾斜车身……你知道这是什么原因吗?一、铁路的弯道1.基本知识(1)火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时做圆周运动，具有向心加速度，由于其质量巨大，因此需要很大的向心力.(2)转弯处内外轨一样高的缺点如果转弯处内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损.(3)铁路弯道的特点①转弯处外轨略高于内轨.②铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道内侧.③铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心，它提供了火车以规定速度行驶时的向心力.2.思考判断(1)火车弯道的半径很大，故火车转弯需要的向心力很小.(×)(2)火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的.(×)(3)火车通过弯道时具有速度的限制.(√)探究交流除了火车弯道具有内低外高的特点外，你还了解哪些道路具有这样的特点?【提示】有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆周运动的向心力，进而提高了车辆的运动速度，因此一些赛车项目的赛道的弯道要做得外高内低，比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道，高速公路的拐弯处等.二、拱形桥1.基本知识2.思考判断(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重.(×)(2)汽车在拱形桥上行驶，速度较小时，对桥面的压力大于车重;速度较大时，对桥面的压力小于车重.(×)(3)汽车过凹形桥底部时，对桥面的压力一定大于车重.(√)探究交流地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面半径等于地球半径，试讨论：地面上有一辆汽车在行驶，地面对它的支持力与汽车的速度有何关系?驾驶员有什么感觉?【提示】根据汽车过凸形桥的原理，地球对它的支持力随v的增大，FN减小.当这时驾驶员与座椅之间的压力为零.他有飞起来的感觉，所以驾驶员有失重的感觉.三、航天器中的失重现象及离心现象1.基本知识(1)航天器在近地轨道的运动①对航天器，在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力，重力充当向心力，满足的关系为②对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系为航天员处于完全失重状态，对座椅压力为零.③航天器内的任何物体之间均没有压力.(2)对失重现象的认识航天器内的任何物体都处于完全失重状态，但并不是物体不受地球引力.正因为受到地球引力的作用才使航天器连同其中的乘员做匀速圆周运动.(3)离心运动①定义：物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动.②原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.2.思考判断(1)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状态.(√)(2)航天器中处于完全失重状态的物体不受重力作用.(×)(3)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.(×)探究交流雨天，当你旋转自己的雨伞时，会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示)，你能说出其中的原因吗?【提示】旋转雨伞时，雨滴也随着运动起来，但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力，雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出.四、火车转弯问题【问题导思】1.火车转弯时，轨道平面是水平面吗?2.火车转弯时，向心力是怎样提供的?3.火车转弯时，速度大小变化，轨道受到的侧向压力大小变化吗?1.轨道分析火车在转弯过程中，运动轨迹是一圆弧，由于火车转弯过程中重心高度不变，故火车轨迹所在的平面是水平面，而不是斜面.火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心.2.向心力分析如图所示，火车速度合适时，火车受重力和支持力作用，火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，合力沿水平方向，大小F=mgtan θ.为弯道半径，θ为轨道所在平面与水平面的夹角，v0为转弯处的规定速度).4.轨道压力分析(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时，所需向心力仅由重力和弹力的合力提供，此时火车对内外轨道无挤压作用.(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时，火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供，此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用，具体情况如下：①当火车行驶速度v>v0时，外轨道对轮缘有侧压力.②当火车行驶速度v0时，内轨道对轮缘有侧压力.误区警示汽车、摩托车赛道拐弯处，高速公路转弯处设计成外高内低，也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力，以减小车轮受到地面施加的侧向静摩擦力.例：有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m.(g取10 m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力大小;(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值.【审题指导】(1)问中，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力.(2)问中，重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力.【答案】(1)105 N (2)0.1总结解决这类题目首先要明确物体转弯做的是圆周运动，其次要找准物体做圆周运动的平面及圆心，理解向心力的来源是物体所受合力.五、竖直面内的圆周运动【问题导思】1.关于竖直面内的圆周运动，一般只讨论哪两种模型?2.对“绳模型”，质点过最高点的临界条件是什么?3.对“杆模型”，质点过最高点的临界条件是什么?1.绳模型小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动，都是绳模型，如图所示.(1)向心力分析①小球运动到最高点时受向下的重力和向下的绳子拉力(或轨道弹力)作用，由这两个力的合力充当向心力②小球运动到最低点时受向下的重力和向上的绳子拉力(或轨道弹力)作用，由这两个力的合力充当向心力(2)临界条件小球恰好过最高点时，应满足弹可得小球在竖直面内做圆周运动的临界速度(3)最高点受力分析2.杆模型小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动，小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动，都是杆模型，如图所示.(1)向心力分析①小球运动到最高点时受杆(或轨道)的弹力和向下的重力作用，由这两个力的合力充当向心力.若弹力向上：②小球运动到最低点时受向上的杆(或轨道)弹力和向下的重力作用，由这两个力的合力充当向心力(2)临界条件由于杆和管能对小球产生向上的支持力，故小球能在竖直平面内做圆周运动的临界条件是运动到最高点时速度恰好为零.(3)最高点受力分析特别提醒1.绳模型和杆模型中小球做的都是变速圆周运动，在最高点、最低点时由小球竖直方向所受的合力充当向心力.2.绳模型和杆模型在最低点的受力特点是一致的，在最高点杆模型可以提供竖直向上的支持力，而绳模型不能.例：长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量m=2 kg的小球.求在下述的两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向.(g取10 m/s2)(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s;(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.【审题指导】(1)球在最高点时，杆对小球的弹力有支撑力和拉力两种可能.(2)要求出球在最高点时，杆恰好无弹力的转速，再进行列式分析.【答案】(1)小球对杆的拉力为138 N，方向竖直向上.(2)小球对杆的压力为10 N，方向竖直向下.六、离心运动【问题导思】1.离心现象的实质是什么?2.物体什么时候才做离心运动?3.离心运动与近心运动有什么区别?1.离心运动的实质离心现象的本质是物体惯性的表现.做圆周运动的物体，由于惯性，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力的作用.从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来.2.离心运动的条件做圆周运动的物体，提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足够大的向心力.3.离心运动、近心运动的判断如图所示，物体做圆周运动是离心运动还是近心运动，由实际提供的向心力Fn与所需向心力的大小关系决定由以上关系进一步分析可知：原来做圆周运动的物体，若速率不变，所受向心力减少或向心力不变，速率变大，物体将做离心运动;若速度大小不变，所受向心力增大或向心力不变，速率减小，物体将做近心运动.误区警示1.物体做离心运动时并不存在“离心力”，“离心力”的说法是因为有的同学把惯性当成了力.2.离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动.例：如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R=250 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.25.若路面是水平的，问汽车转弯时不发生侧向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大?当超过v时，将会出现什么现象?(g取10 m/s2)【审题指导】(1)明确向心力的来源.(2)理解离心运动产生的原因.【答案】90 km/h 汽车做离心运动或出现翻车七、航天器中的完全失重现象例：如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是( )A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员所受重力等于所需的向心力D.宇航员不受重力的作用【答案】AC1.航天器中物体的向心力向心力由物体的重力G和航天器的支持力FN提供，即2.当航天器的速度，此时航天器机器内部物体均处于完全失重状态3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.规律总结：物体处于完全失重状态的特征1.物体都具有向下的加速度，加速度大小为g.2.物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力消失，物体间不再相互挤压.3.物体仍受重力作用，并不是重力消失了.4.物体的速度不断变化，物体具有加速度，处于非平衡状态.生活中的圆周运动教学设计2【教材分析】本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节，是《曲线运动》一章的最后一节。
生活中的圆周运动教案新人教版必修
生活中的圆周运动教案新人教版必修一、教学目标1. 让学生了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生关注生活中的圆周运动现象，提高学生的观察和思考能力。
二、教学内容1. 圆周运动的概念及其特点2. 生活中的圆周运动实例分析3. 圆周运动的物理原理三、教学重点与难点1. 重点：圆周运动的概念及其在生活中的应用。
2. 难点：圆周运动的物理原理的理解和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探索圆周运动的特点和原理。
2. 利用生活中的实例，让学生直观地理解圆周运动的概念。
3. 运用小组讨论法，培养学生的合作意识和解决问题的能力。
五、教学过程1. 导入：通过展示生活中常见的圆周运动现象，如车轮运动、旋转门等，引导学生关注圆周运动。
2. 圆周运动的概念及其特点：讲解圆周运动的概念，分析其特点，如速度、加速度、向心力等。
3. 生活中的圆周运动实例分析：分析自行车轮子、摩天轮等实例，让学生理解圆周运动在生活中的应用。
4. 圆周运动的物理原理：讲解圆周运动的物理原理，如向心力、角速度、周期等。
5. 小组讨论：让学生结合生活中的实例，讨论圆周运动的特点和原理。
6. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，布置课后作业，鼓励学生观察生活中的圆周运动现象。
教案篇幅有限，这只是一个简要的教学设计。
您可以根据实际教学需要，对教学内容、方法和过程进行调整和补充。
希望对您有所帮助！六、教学评估1. 课后作业：要求学生观察生活中的圆周运动现象，并运用所学的物理原理进行分析和解释。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的参与程度和提出的观点。
3. 课堂提问：评估学生对圆周运动概念和原理的理解程度。
七、教学资源1. 图片和视频素材：展示生活中的圆周运动现象，如车轮运动、旋转门等。
2. 物理实验器材：用于演示圆周运动的相关实验。
3. 教学PPT：提供直观的视觉效果，帮助学生理解圆周运动的概念和原理。
生活中的圆周运动教学设计与反思
《生活中的圆周运动》教学案例【教学目标】1.进一步加深对向心力的相识，会在实际问题中分析向心力的来源.2.培育学生独立视察、分析问题、解决问题的实力.提高学生概括总结学问的实力.教学重难点重点：分析详细问题中向心力的来源.难点：离心运动现象的理解.教学手段Powerpoint演示文稿.教学过程导入新课老师展示生活中的圆周运动实例的图片，引人新课.学生视察思索，逐步进入学习状态.复习问题物体做圆周运动须要向心力的作用，向心力的来源是怎样的呢？学生思索，集体回答.老师生活中有许多物体在做圆周运动，它们的向心力是由哪些力来供应呢？这节课我们结合生活中一些详细的问题来分析向心力的来源问题.板书第八节生活中的圆周运动进行新课一、火车转弯老师展示火车图片.火车沿直线运动的状况学生分析火车车轮的特别结构.老师提问请依据你了解的以及你刚才从图片中视察到的状况，说一说火车的车轮结构如何，轨道的结构如何.学生思索探讨，分析得出结论：车轮内侧轮缘半径大于车轮半径.轨道将两车轮的轮缘卡在里面.问题1火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力如何？学生火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力等于零.老师展示火车转弯行使的图片，并提示学生留意视察火车的运动状况. 问题2假如轨道是水平的，火车转弯时火车做曲线运动，所受外力怎么样？学生视察思索，探讨分析.个别学生回答轨道水平常，重力和支持力，轨道对轮缘的支持力，以及向后的摩擦力.问题3假如轨道是水平的，火车转弯时，做曲线运动，须要的向心力由哪些力来供应呢学生沟通，分析问题个别学生回答应当由火车轮缘所受的向里的支持力（BP：轨道时它的侧压力）来供应.问题4大家知道，火车质量很大，行驶速度也不是很小，如此以来，长时间后，轨道会怎么样呢？学生探讨后回答假如靠这种方法获得向心力，轮缘及外轨的相互作用力会很大，长期以来，轨道就会受到损坏.问题5如何来改进，才能够使轨道不简单损坏呢？提示：从分析向心力的来源着手.学生沟通，得出结论.设计：使路面对圆心一侧倾斜一个很小的角度，使外轨略高于内轨.在转弯处使外轨略高于内轨，重力和支持力的合力供应了向心力，这样，外轨就不受轮缘的挤压了.老师展示（1）火车转弯时候的图片，提示学生视察轨道的状况.（2）火车转弯时的受力图，强调轨道支持的方向.板书：火车受力图如图，列方程得出向心力的表达式.老师总结（1）假如在转弯处使外轨道略高于内轨道，火车受力不是竖直的，而是斜向轨道内侧.它及重力的合力指向圆心，成为使火车转弯的向心力. （2）假如依据R和火车行驶速度V适当调整内外轨道的高度差，使转弯时所须要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力供应，这样外轨道就不再受轮缘的挤压了.问题6当轨道平面及水平面之间的夹角。
高中物理《生活中的圆周运动》优质课教案、教学设计
《生活中的圆周运动》教学设计【教学目标】1.知识与技能：（1）通过分析公路和铁路中拐弯中的受力，能找出拐弯问题中向心力的来源，并能熟练应用牛顿第二定律列出向心力的方程。
（2）通过对拱形桥和凹形桥的受力分析，能找出向心力的来源，并能熟练应用牛顿第二定律列出向心力的方程。
（3）通过思考课本28 页“思考与讨论”，体会物理模型的奇妙2.过程与方法：（1）通过对圆周运动的实例分析，渗透渗透理论联系实际的观点，提高分析和解决问题的能力。
（2）通过课前的调查准备，培养学生科学探究的精神，经历观察的过程3.情感态度价值观：（1）通过合作探究，使学生养成与他人合作、交流、反思的习惯，培养与他人共同探究的团队精神。
（2）通过充当小老师，假设自己是工程师等方式体验和分享探究成功的喜悦，对科学探究产生浓厚的兴趣（3）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。
【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，以及如何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。
【教学难点】在具体问题中分析向心力来源，尤其是在火车转弯问题中。
具体办法：对学生不太熟悉的火车车轮结构等问题借助视频、图片加以说明，使学生更易理解。
【教法分析】（一）教学方法：创设情景法，集体讨论法，多媒体教学法。
（二）教学手段：多媒体辅助教学，主要PowerPoint 演示文稿以及图片，并辅以视频。
【教法分析】（一）学习方法：自主探究法，分析归纳法，总结反思法（二）通过展示图片、视频创设情境，以提问的方式引导学生展开问题的讨论，并归纳总结出结论。
过程中体现“教师为主导，学生为主体”的教育思想。
让学生进入角色充当课堂教学的主体，整堂课由学生完成，帮助学生自觉、生动地进行思维活动。
使学生既学到了知识又掌握了学习方法，既培养了能力又发展了智力。
生活中的圆周运动教学设计优质课教案
生活中的圆周运动教学设计优质课教案一、教学目标：1. 知识目标：1）掌握圆周运动的定义及其相关概念；2）能够运用角度和弧度衡量角度大小；3）了解圆周运动的等速运动和变速运动，以及它们的应用。
2. 能力目标：1）能够观察和研究物体的圆周运动；2）能够运用所学知识解决有关环绕运动的问题。
3. 情感目标：1）培养学生对数学知识的兴趣和爱好；2）启发学生对物理现象的探究和思考。
二、教学内容：圆周运动的概念和相关概念、角度和弧度的衡量、等速圆周运动和变速圆周运动的应用。
三、教学过程：一、引入1. 介绍圆周运动，引发学生对圆周运动的好奇心；2. 展示一些实际生活中的圆周运动，比如地球绕太阳运动等；3. 学生讨论探究，了解圆周运动的基本情况。
二、知识讲解1. 圆周运动的定义及其相关概念2. 角度和弧度的衡量3. 等速圆周运动和变速圆周运动三、讨论/练习1. 学生观察图片或视频，理解和探究圆周运动的特点；2. 学生尝试练习角度的计算和弧度的计算；3. 学生思考等速圆周运动和变速圆周运动的区别以及它们的应用。
四、课堂小结1. 总结本节课所学知识；2. 强调所学知识的应用；3. 鼓励学生继续探究和研究圆周运动的相关问题。
四、板书设计圆周运动角度和弧度等速圆周运动和变速圆周运动五、课后作业1. 完成课本相关习题；2. 在生活中寻找并记录圆周运动的实例；3. 思考以圆周运动为基础的实际问题，并尝试解决。
六、教学反思通过本节课的教学，学生对圆周运动有了更深入的了解，加强了对圆周运动的感性认识。
同时，通过课堂讨论和练习，学生还加强了对角度和弧度的计算和应用。
为了更好地帮助学生掌握圆周运动的知识，我们可以增加一些实践环节，让学生手动模拟圆周运动，从而更好地理解和掌握圆周运动的特点。
此外，我们还应该注重提高学生的独立思考和解决问题的能力，从而激发学生对数学和物理的兴趣和爱好。
七、教学活动设计1. 导入活动首先，我将介绍圆周运动的概念，并引导学生分享一些实际生活中的圆周运动现象。
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计第一章：生活中的圆周运动简介1.1 教学目标：了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
认识圆周运动的特点和基本原理。
1.2 教学内容：圆周运动的概念：圆周运动的定义及其特点。
生活中的圆周运动实例：自行车轮子、旋转门、摩天轮等。
圆周运动的应用：生活中的圆形物品和机械装置。
1.3 教学方法：采用问题导入法，引导学生思考生活中的圆周运动实例。
通过实物展示或图片展示，让学生直观地了解圆周运动的特点。
利用动画或视频资料，展示圆周运动的应用场景。
1.4 教学活动：让学生举例说明生活中的圆周运动，并进行展示。
引导学生观察和分析圆周运动的特点和原理。
组织学生进行小组讨论，探讨圆周运动在生活中的应用。
第二章：圆周运动的基本原理2.1 教学目标：理解圆周运动的基本原理，包括向心力和角速度。
掌握圆周运动的计算方法，如线速度和角速度的计算。
2.2 教学内容：向心力：向心力的概念及其作用。
角速度：角速度的概念及其计算方法。
线速度：线速度的概念及其与角速度的关系。
2.3 教学方法：采用讲解法，向学生讲解圆周运动的基本原理。
通过示例和计算练习，让学生理解和掌握圆周运动的计算方法。
2.4 教学活动：向学生讲解圆周运动的基本原理，包括向心力和角速度的概念。
进行角速度和线速度的计算练习，让学生巩固计算方法。
组织学生进行小组讨论，探讨圆周运动计算在实际问题中的应用。
第三章：自行车轮子的圆周运动3.1 教学目标：了解自行车轮子的结构和工作原理。
分析自行车轮子的圆周运动特点及其对骑行的影响。
3.2 教学内容：自行车轮子的结构：轮子各部分的名称和作用。
自行车轮子的圆周运动特点：线速度、角速度和向心力的计算。
自行车轮子圆周运动对骑行的影响：速度、稳定性和省力性。
3.3 教学方法：采用实物展示法，让学生直观地了解自行车轮子的结构。
利用计算练习，分析自行车轮子的圆周运动特点。
进行骑行体验活动，让学生感受自行车轮子圆周运动对骑行的影响。
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计第一章：引言1.1 课程导入利用生活中的实例（如旋转门、车轮等）引导学生观察和思考圆周运动的存在和应用。
提问学生对圆周运动的了解和认知，激发学生的好奇心和学习兴趣。
1.2 课程目标让学生了解圆周运动的概念和特点。
培养学生观察生活中的圆周运动现象的能力。
激发学生对圆周运动应用的思考和探索。
第二章：圆周运动的概念与特点2.1 圆周运动的定义解释圆周运动的定义，即物体在固定点或固定轴周围的圆周路径上运动。
强调圆周运动的路径是圆形，中心点是圆心。
2.2 圆周运动的特点介绍圆周运动的速度、加速度和力等物理量的变化特点。
解释圆周运动的周期性、频率和转速等概念。
第三章：生活中的圆周运动实例3.1 车轮运动分析车轮的运动轨迹和特点，解释车轮的圆周运动。
引导学生观察和理解车轮运动与圆周运动的关系。
3.2 旋转门运动分析旋转门的运动轨迹和特点，解释旋转门的圆周运动。
引导学生观察和理解旋转门运动与圆周运动的关系。
第四章：圆周运动的应用4.1 机械设备中的圆周运动举例说明机械设备中圆周运动的应用，如齿轮传动、曲轴等。
引导学生理解和思考圆周运动在机械设备中的作用和重要性。
4.2 交通工具中的圆周运动分析交通工具中圆周运动的应用，如车轮、螺旋桨等。
引导学生理解和思考圆周运动在交通工具中的作用和重要性。
第五章：圆周运动的量化分析5.1 圆周运动的速度和加速度解释圆周运动中的速度和加速度的概念，并引入向心加速度的概念。
引导学生理解和计算圆周运动中的速度和加速度。
5.2 圆周运动的周期和频率解释圆周运动的周期和频率的概念，并介绍它们之间的关系。
引导学生理解和计算圆周运动的周期和频率。
第六章：圆周运动的动力学6.1 向心力介绍向心力的概念，解释它是使物体做圆周运动的必要力。
通过实例和演示，帮助学生直观理解向心力的作用。
6.2 向心加速度解释向心加速度的概念，它是物体在圆周运动中的加速度。
通过数学表达式和实例，让学生理解向心加速度与速度、半径的关系。
生活中的圆周运动教案
生活中的圆周运动教案.doc教案第一章：圆周运动的基本概念1.1 圆周运动的定义介绍圆周运动的概念，即物体在固定圆周路径上的运动。
强调圆周运动的路径是圆，物体在圆周上的运动是连续的。
1.2 圆周运动的要素介绍圆周运动的半径、线速度、角速度、周期等基本要素。
解释半径是圆心到物体运动位置的距离，线速度是物体在圆周上的速度大小，角速度是物体单位时间内转过的角度，周期是物体完成一次圆周运动所需的时间。
教案第二章：生活中的圆周运动实例2.1 自行车轮子的运动分析自行车轮子的运动特点，强调轮子边缘的线速度和角速度。
解释自行车轮子运动中的向心加速度和向心力。
2.2 旋转门的运动分析旋转门在开启和关闭过程中的圆周运动特点。
探讨旋转门的周期和角速度，以及门轴的固定和转动原理。
教案第三章：圆周运动的物理定律3.1 牛顿第一定律在圆周运动中的应用介绍牛顿第一定律，即物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动。
解释在圆周运动中，物体需要一个指向圆心的向心力来保持圆周运动。
3.2 向心力和向心加速度介绍向心力的概念，即指向圆心的力，使物体保持在圆周上运动。
解释向心力与物体的质量、线速度和圆周半径之间的关系。
教案第四章：圆周运动的计算4.1 圆周运动的线速度和角速度计算介绍线速度和角速度的计算公式，包括线速度与半径和角速度的关系，角速度与周期和半径的关系。
举例说明如何根据给定的圆周运动参数计算线速度和角速度。
4.2 圆周运动的向心加速度计算介绍向心加速度的计算公式，包括向心加速度与半径和线速度的关系。
举例说明如何根据给定的圆周运动参数计算向心加速度。
教案第五章：生活中的圆周运动应用5.1 旋转木马的运动分析旋转木马的运动特点，强调木马上的乘客在圆周上的运动。
探讨旋转木马的运动中的向心力和向心加速度。
5.2 摩天轮的运动分析摩天轮的运动特点，强调摩天轮上的乘客在圆周上的运动。
解释摩天轮的运动中的周期和角速度，以及乘客所受的向心力和向心加速度。
物理必修二 6.4 生活中的圆周运动
《生活中的圆周运动》教学设计一、设计理念本课主要采用讲授法和探究法，以解决问题为中心，注重学生的独立钻研，着眼于创造思维的培养，充分发挥学生的主动性。
虽然本节内容比较抽象，但生活中做圆周运动的现象却随处可见，因此教学中应化抽象为形象，再运用教师启发、引导，学生推理、讨论、归纳，通过师生互动，生生互动等让学生主动的去探究知识，循序渐进地达到教学目的。
二、学前分析（一）教材分析《生活中的圆周运动》这节课是新课标人教版《物理》必修第二册第六章《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。
教材中的“火车转弯”与“汽车过拱桥”根据学生接受的难易程度,顺序作了对调，并把最后一部分“离心运动”放到下一节课处理。
（二）学情分析1．瞬时速度的概念有一定的认识，但理解还有难度2．初步的极限思想已有，可以进行简单应用3．对直线运动的描述有较深的理解4．生活中的圆周运动有较多的感性认识三、教学目标（一）知识与技能（1）进一步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）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。
（二）过程与方法（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。
（三）情感、态度与价值观（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。
四、教学重难疑点（一）重点：分析具体问题中向心力的来源。
生活中的圆周运动教案2
生活中的圆周运动教案.doc教案章节一：引言1.1 教学目标：让学生了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
激发学生对圆周运动的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容：圆周运动的定义圆周运动的特点生活中的圆周运动实例1.3 教学方法：采用问题引导法，让学生通过观察生活中的实例来发现圆周运动的存在。
使用多媒体演示生活中的圆周运动实例，帮助学生更好地理解。
教案章节二：圆周运动的基本公式2.1 教学目标：让学生掌握圆周运动的基本公式及其含义。
培养学生运用基本公式解决实际问题的能力。
2.2 教学内容：圆周运动的周期公式：T = 2πr/v圆周运动的角速度公式：ω= v/r圆周运动的线速度公式：v = ωr2.3 教学方法：通过实例分析和计算，让学生理解并掌握基本公式。
使用互动教学法，让学生积极参与公式的推导和讨论。
教案章节三：生活中的圆周运动实例分析3.1 教学目标：让学生了解生活中常见的圆周运动实例，并分析其运动特点。
培养学生运用圆周运动知识解决实际问题的能力。
3.2 教学内容：自行车轮子的运动旋转门的开关摩天轮的运动3.3 教学方法：观察生活中的圆周运动实例，让学生分析其运动特点和应用的圆周运动公式。
使用小组讨论法，让学生分享和交流自己的观察和分析结果。
教案章节四：圆周运动的实际应用4.1 教学目标：让学生了解圆周运动在实际中的应用，并学会解决相关问题。
培养学生的实际问题解决能力和创新思维。
4.2 教学内容：自行车刹车系统的应用汽车方向盘的运动旋转式电梯的工作原理4.3 教学方法：让学生通过观察和分析实际应用场景，了解圆周运动在这些应用中的重要作用。
使用项目研究法，让学生分组进行实际应用场景的调查和研究，并提出解决实际问题的方案。
教案章节五：总结与评价5.1 教学目标：让学生回顾和总结所学的圆周运动知识及其在生活中的应用。
培养学生的总结能力和评价能力。
5.2 教学内容：学生对圆周运动的理解和应用进行自我总结和评价。
生活中的圆周运动教案新人教版必修
生活中的圆周运动教案新人教版必修第一章：引言1.1 圆周运动的定义引导学生了解圆周运动的概念，理解圆周运动的基本特征。
通过实际生活中的例子，如旋转门、车轮等，让学生感受圆周运动的存在。
1.2 圆周运动的特点分析圆周运动的特点，包括速度、加速度、力等。
引导学生理解圆周运动中的向心力和切向力的概念。
第二章：圆周运动的基本公式2.1 圆周运动的角速度介绍角速度的概念，解释角速度与圆周运动的关系。
引导学生掌握角速度的计算公式和单位。
2.2 圆周运动的周期和频率解释周期和频率的概念，让学生了解它们与圆周运动的关系。
引导学生掌握周期和频率的计算公式。
第三章：生活中的圆周运动实例3.1 自行车轮子的运动分析自行车轮子的运动特点，引导学生理解自行车轮子的圆周运动。
通过实际操作，让学生观察和理解自行车轮子的角速度和线速度。
3.2 旋转门的运动分析旋转门的运动特点，引导学生理解旋转门的圆周运动。
通过实际观察，让学生理解旋转门的角速度和周期。
第四章：圆周运动的向心力4.1 向心力的概念解释向心力的概念，让学生了解向心力在圆周运动中的作用。
引导学生掌握向心力的计算公式。
4.2 向心力的来源分析向心力的来源，引导学生理解向心力是如何产生的。
通过实际例子，如拉绳转动物体，让学生观察和理解向心力的作用。
第五章：圆周运动的应用5.1 圆周运动在机械设备中的应用引导学生了解圆周运动在机械设备中的应用，如齿轮传动、旋转轴等。
通过实际例子，让学生理解机械设备中圆周运动的作用和原理。
5.2 圆周运动在交通工具中的应用分析圆周运动在交通工具中的应用，如车轮、飞机螺旋桨等。
通过实际观察，让学生理解交通工具中圆周运动的作用和原理。
第六章：圆周运动的线速度和角速度6.1 线速度的定义与计算解释线速度的概念，让学生了解线速度与圆周运动的关系。
引导学生掌握线速度的计算公式和单位。
6.2 角速度与线速度的关系分析角速度与线速度的关系，引导学生理解两者之间的联系。
第4节 生活中的圆周运动 教学设计
第4节生活中的圆周运动[学习目标]1．会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题．2．了解航天器中的失重现象及原因．3．了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害．知识点1火车转弯1．火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时做圆周运动，具有向心加速度，由于其质量巨大，因此需要很大的向心力．2．转弯处内外轨一样高的缺点如果转弯处内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损．3．铁路弯道的特点(1)转弯处外轨略高于内轨．(2)铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的内侧．(3)铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心，它提供了火车以规定速度行驶时的向心力．知识点2汽车过拱形桥1．汽车过凸形桥汽车在凸形桥最高点时，如图甲所示，向心力F n＝mg－F N＝m v2R，汽车对桥的压力F N′＝F N＝mg－m v2R，故汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于汽车的重力．2．汽车过凹形桥汽车在凹形桥最低点时，如图乙所示，向心力F n＝F N－mg＝m v2R，汽车对桥的压力F N′＝F N＝mg＋m v2R，故汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力大于汽车的重力．[判一判](1)车辆在水平路面上转弯时，所受重力与支持力的合力提供向心力．()(2)车辆在水平路面上转弯时，所受摩擦力提供向心力．()(3)车辆在“内低外高”的路面上转弯时，受到的合力可能为零．()(4)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时，向心力是由重力和支持力的合力提供的．()(5)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重．()(6)汽车在拱形桥上行驶，速度小时对桥面的压力大于车重，速度大时压力小于车重．()提示：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×[想一想]1．(1)生活中我们经常会看到美丽的拱形桥，而很少见到凹形桥，拱形桥有哪些优点呢？汽车以恒定速率在一段凹凸不平的路面上行驶，最容易发生爆胎事故的是凹处还是凸处？(2)高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度．说说这样设计的原因．提示：(1)拱形桥可以让更大的船只通过，利于通航；汽车在拱形桥上行驶时重力与支持力的合力提供向心力，故车对桥面压力比车重小．车在凹凸不平的路面行驶，在凹处支持力大于重力，容易爆胎．(2)高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面有一定的倾斜度，使汽车或自行车重力的分力提供一部分向心力，这样就减小了汽车或自行车所受地面的摩擦力．知识点3航天器中的失重现象1．向心力分析：航天员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力提供向心力，mg－F N＝m v2r，所以F N＝mg－mv2r.2．完全失重状态：当v＝rg 时，座舱对航天员的支持力F N＝0，航天员处于完全失重状态．知识点4离心运动1．定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或逐渐远离圆心的运动．2．原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力．3．离心运动的应用和防止(1)应用：离心干燥器；洗衣机的脱水桶；离心制管技术．(2)防止：汽车在公路转弯处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高．[想一想]2．可以把地球看作一个巨大的拱形桥(如图)，桥面的半径就是地球的半径R.地面上有一辆汽车在行驶，所受重力G＝mg，地面对它的支持力是F N.根据上面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小．会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是0？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？提示：把F N＝0代入G－F N＝m v2R可得，此时汽车的速度为v＝gR(这个速度就是下一章将要学习的第一宇宙速度)，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．驾驶员与座椅之间压力也为0，驾驶员躯体各部分之间的压力也为0，处于失重状态．1．(生活中的圆周运动)(多选)下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )A ．汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力大于汽车所受重力B ．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压C ．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用D ．洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出解析：选AB.汽车通过凹形桥的最低点时，N －mg ＝m v 2R ，支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，车对桥的压力大于汽车的重力，A 正确；在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，B 正确；杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时仍受重力作用，C 错误；离心力与向心力并非物体实际受力，衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象，D 错误．2．(车辆转弯问题)运动员以速度v 在倾角为θ的倾斜赛道上做匀速圆周运动．已知运动员及自行车的总质量为m ，做圆周运动的半径为R ，重力加速度为g ，将运动员和自行车看作一个整体，则下列说法正确的是( )A ．整体受重力、支持力、摩擦力、向心力作用B ．整体受到的合力大小为F ＝m v 2RC ．若运动员加速，则一定沿斜面上滑D ．若运动员减速，则一定加速沿斜面下滑解析：选B.运动员和自行车组成的整体做匀速圆周运动，受重力、支持力、摩擦力作用，靠合力提供向心力，合力方向始终指向圆心，故A 错误；整体做匀速圆周运动，合力提供向心力，则合力不为零，合力大小为F ＝m v 2R ，故B 正确；整体做匀速圆周运动，受到的合力提供向心力，合力方向始终指向圆心，当运动员加速时，需要的向心力增大，沿斜面向下的摩擦力以及垂直于斜面向上的支持力可能都增大，运动员不一定沿倾斜赛道上滑，同理若运动员减速，也不一定沿倾斜赛道下滑，故C 、D 错误．3．(小车过桥问题)(多选)如图是汽车分别经过拱形桥最高点和凹形桥最低点的情形．下列说法正确的是( )A ．过拱形桥最高点时汽车所受支持力大于重力B ．过凹形桥最低点时汽车所受支持力大于重力C ．过拱形桥最高点时汽车所受支持力小于重力D ．过凹形桥最低点时汽车所受支持力小于重力解析：选BC.汽车过拱形桥最高点时，重力与支持力的合力提供向心力，即mg －F N ＝m v 2r ，所以汽车过拱形桥最高点时，汽车所受支持力小于重力，故A 错误，C 正确；汽车过凹形桥最低点时，支持力与重力的合力提供向心力，即F N－mg ＝m v 2r ，所以汽车过凹形桥最低点时，汽车所受支持力大于重力，故B 正确，D 错误．探究一 车辆的转弯问题分析【情景导入】1．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？(2)靠这种方式使火车转弯有哪些危害？如何改进？2．摩托车在平直公路转弯和火车转弯，它们的共同点是什么？提供向心力的方式一样吗？提示：1.(1)火车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和外轨对火车的弹力作用，弹力提供火车转弯所需的向心力．(2)对确定的弯道，火车转弯时速度越大，需要的向心力越大，容易造成对外轨的损坏，甚至造成火车脱轨．可以把弯道处建成外高内低的斜面，由重力和支持力的合力提供向心力．2．摩托车在平直公路转弯和火车转弯都需要向心力，摩托车转弯时摩擦力可以提供向心力，火车质量太大，轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损，需要设置特别的轨道，由重力和支持力的合力提供向心力．1．火车转弯问题(1)火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时实际上是在水平面内做圆周运动，由于其质量巨大，需要很大的向心力．(2)转弯轨道受力与火车速度的关系①若火车转弯时，火车所受支持力与重力的合力提供向心力，如图所示，有mg tan θ＝m v 20R ，则v 0＝gR tan θ，其中R 为弯道半径，θ为轨道平面与水平面的夹角(tan θ≈h L )，v 0为转弯处的规定速度．此时，内外轨道对火车均无侧向挤压作用．②若火车行驶速度v 0＞gR tan θ，外轨对轮缘有侧压力．③若火车行驶速度v 0＜gR tan θ，内轨对轮缘有侧压力．2．汽车转弯问题(1)水平地面上转弯汽车、摩托车和自行车在水平地面上转弯，其向心力都是由地面的摩擦力提供的，受力分析如图甲所示，这时重力和地面对车的支持力平衡，当F f 达到最大时，即有F fmax ＝μmg ＝m v 2max R ，所以车辆转弯的安全速度v ≤v max ＝μgR .(2)外高内低斜面式弯道转弯此种情况与火车垫高外轨的情境类似，车辆转弯时所需向心力由重力mg 和支持力F N 的合力F 合提供，如图乙所示．由F 合＝mg tan θ＝m v 20R 可得规定速度v 0＝Rg tan θ.若车速v >Rg tan θ，车轮受到沿斜面向下的摩擦力作用；若车速v <Rg tan θ，车轮受到沿斜面向上的摩擦力作用．【例1】 (多选)在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．其简意图如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v ，重力加速度为g ，两轨所在面的倾角为θ，则( )A ．该弯道的半径r ＝v 2g tan θB ．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变C ．当火车速率大于v 时，内轨将受到轮缘的挤压D ．当火车速率小于v 时，外轨将受到轮缘的挤压[解析] 火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得mg tan θ＝m v 2r ，解得r ＝v 2g tan θ ，v ＝gr tan θ ，可知火车规定的行驶速度与质量无关，A 、B 正确；当火车速率大于v 时，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，C 错误；当火车速率小于v 时，重力和支持力的合力大于所需的向心力，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨，D 错误．[答案] AB【例2】 (多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v c 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．在该弯道处( )A ．路面外侧高内侧低B ．车速只要低于v c ，车辆便会向内侧滑动C ．车速高于v c ，只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D ．当路面结冰时，与未结冰时相比，v c 的值变小[解析] 汽车以速率v c 转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明此处公路内侧较低外侧较高，A 正确．车速只要低于v c ，车辆便有向内侧滑动的趋势，但不一定向内侧滑动，B 错误．车速高于v c ，由于车轮与地面间有摩擦力，只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动，C 正确．根据题述，汽车以速率v c 转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，没有受到摩擦力，所以当路面结冰时，与未结冰时相比，转弯时v c 的值不变，D 错误．[答案] AC[针对训练1] 有一辆汽车在水平公路上做匀速圆周运动．已知双向四车道的总宽度为15 m ，内车道内边缘间最远的距离为150 m ．假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.64.g 取10 m/s 2，则汽车( )A ．所受的合力可能为零B ．只受重力和地面支持力的作用C ．所需的向心力可能由重力和支持力的合力提供D ．最大速度不能超过24 m/s解析：选D.汽车做匀速圆周运动，合外力提供向心力，即合外力不为零，故A 错误；摩擦力提供了汽车转弯所需要的向心力，故汽车受到重力、支持力、摩擦力三个力作用，故B 、C 错误；由摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大静摩擦力时，汽车转弯速度最大，有m v 2m R ＝μmg ，代入数据解得v m ＝24 m/s ，故D 正确．[针对训练2] 在公路转弯处，常采用外高内低的斜面式弯道，这样可以使车辆经过弯道时不必大幅减速，从而提高通行能力且节约燃料．若某处有这样的弯道，其半径为r＝100 m，路面倾角为θ，且tan θ＝0.4，g取10 m/s2.(1)求汽车的最佳通过速度，即不出现侧向摩擦力时的速度；(2)若弯道处侧向动摩擦因数μ＝0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求汽车的最大速度．解析：(1)如图甲所示，当汽车通过弯道时，做水平面内的圆周运动，不出现侧向摩擦力时，汽车受到重力mg和路面的支持力N两个力作用，两力的合力提供汽车做圆周运动的向心力．则有mg tan θ＝m v20 r所以v0＝gr tan θ＝10×100×0.4 m/s＝20 m/s.(2)当汽车以最大速度通过弯道时的受力分析如图乙所示．将支持力N和摩擦力f进行正交分解，有N1＝N cos θ，N2＝N sin θ，f1＝f sin θ，f2＝f cos θ所以有mg＋f1＝N1，N2＋f2＝F向，且f＝μN由以上各式可得向心力为F向＝sin θ＋μcos θcos θ－μsin θmg＝tan θ＋μ1－μtan θmg根据F向＝mv2r可得v＝tan θ＋μ1－μtan θgr＝0.4＋0.51－0.5×0.4×10×100 m/s＝15 5 m/s.答案：(1)20 m/s(2)15 5 m/s探究二汽车过桥问题与航天器中的失重现象【情景导入】(1)用两根铁丝弯成如图所示的凹凸桥．把一个小球放在凹桥底部A，调节两轨间的距离，使小球刚好不掉下去，但稍加一点压力，小球就会撑开两轨下落．让小球从斜轨滚下，当小球经过凹桥底部时，你看到了什么？(2)把凹桥下的搭钩扣上，并让小球在凸桥顶端B静止放置时，刚好能撑开两轨下落．然后，让小球再从斜轨滚下，当小球经过凸桥顶端时，你又看到了什么？提示：现象：(1)小球经过凹桥底部时，从两轨间掉了下来，对轨道的压力大于小球的重力．(2)经过凸桥顶端时，没有从B点掉下而是飞出，对轨道的压力小于小球的重力．1．汽车过桥问题(1)向心力来源汽车过凹凸桥的最高点或最低点时，在竖直方向受重力和支持力，其合力提供向心力．(2)汽车过凹凸桥压力的分析与讨论若汽车质量为m，桥面圆弧半径为R，汽车在最高点或最低点速率为v，则汽车对桥面的压力大小情况讨论如下：项目汽车过凸形桥汽车过凹形桥受力分析指向圆心为正方向G－F N＝mv2RF N＝G－mv2RF N－G＝mv2RF N＝G＋mv2R牛顿第三定律F压＝F N＝G－mv2R F压＝F N＝G＋mv2R讨论v增大，F压减小；当v增大到gR时，F压＝0v增大，F压增大绕地球做圆周运动的卫星、飞船、空间站处于完全失重状态．(1)质量为M 的航天器在近地轨道运行时，航天器的重力提供向心力，满足关系：Mg ＝M v 2R ，则v ＝gR .(2)质量为m 的航天员：航天员的重力和座舱对航天员的支持力的合力提供向心力，满足关系：mg －F N ＝m v 2R .当v ＝gR 时，F N ＝0，即航天员处于完全失重状态．(3)航天器内的任何物体都处于完全失重状态．【例3】 一辆质量为800 kg 的汽车在圆弧半径为50 m 的拱形桥上行驶(g 取10 m/s 2)．(1)若汽车到达桥顶时速度为v 1＝5 m/s ，求汽车对桥面的压力大小；(2)求汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥面没有压力；(3)汽车对桥面的压力过小是不安全的，因此汽车过桥时的速度不能过大，对于同样的车速，拱形桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？(4)如果拱形桥的半径增大到与地球半径一样大，汽车要在桥面上腾空，速度至少为多大？(已知地球半径为6 400 km)[解析] 如图所示，汽车到达桥顶时，受到重力mg和桥面对它的支持力F N 的作用．(1)汽车过桥时做圆周运动，汽车到达桥顶时，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg －F N ＝m v 21R ，所以F N ＝mg－m v 21R ＝7 600 N ．由牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力大小等于桥面对汽车的支持力大小，故汽车对桥面的压力大小为7 600 N.(2)当汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供时，汽车经过桥顶时恰好对桥面没有压力，则F N ＝0，所以有mg ＝m v 22R ，解得v 2＝gR ≈22.4 m/s.(3)由(2)问可知，当F N ＝0时，汽车会发生类似平抛的运动，这是不安全的，所以对于同样的车速，由F n ＝m v 2R 可知，拱形桥圆弧的半径大些时所需向心力较小，则支持力较大，比较安全．(4)由(2)问可知，若拱形桥的半径增大到与地球半径一样大，汽车要在桥面上腾空，速度至少为v′＝gR′＝10×6.4×106m/s＝8 000 m/s.[答案](1)7 600 N(2)22.4 m/s(3)同样的车速，拱形桥圆弧半径大些比较安全(4)8 000 m/s【例4】(多选)(2023·四川成都期末)某航天员乘着飞行器绕地球做匀速圆周运动，下列描述正确的是()A．航天员处于完全失重状态B．航天员对座椅的压力小于航天员自身所受的重力C．航天员没有受到重力的作用D．航天员可以将重物挂在弹簧测力计上测物体所受的重力[解析]航天员所受地球引力产生向心加速度，为完全失重状态，则其对座椅的压力小于航天员所受的重力，故A、B正确；完全失重并非不受重力，故C 错误；完全失重，重物对弹簧测力计的拉力为0，不能用弹簧秤测量质量，故D 错误．[答案]AB[针对训练3]随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是() A．哑铃B．跑步机C．单杠D．弹簧拉力器解析：选D.在太空中物体处于完全失重状态，所以与重力有关的现象将消失，哑铃靠重力进行锻炼；跑步机靠摩擦力进行运动，摩擦力必须有压力，需要重力，单杠靠自身重力进行锻炼，弹簧拉力器不需要重力，A、B、C错误，D正确．[针对训练4]如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车所受重力的34.如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为(g取10 m/s2)()A．15 m/s B．20 m/sC．25 m/s D．30 m/s解析：选B.当v＝10 m/s时，mg－34mg＝mv2R，当F N＝0时，mg＝mv21R，联立解得v1＝20 m/s.探究三离心运动【情景导入】链球比赛中，高速旋转的链球被放手后会飞出(如图甲所示)；雨天，当你旋转自己的雨伞时，会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图乙所示)．(1)链球飞出后受什么力？(2)你能说出水滴沿着伞的边缘切线飞出的原因吗？(3)物体做离心运动的条件是什么？提示：(1)重力和空气阻力．(2)旋转雨伞时，雨滴也随着运动起来，但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力，雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出．(3)物体受到的合力不足以提供所需的向心力．1．物体做离心运动的原因：提供向心力的合外力突然消失，或者合外力不能提供足够的向心力．注意：物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由于合外力不能提供足够的向心力．所谓“离心力”实际上并不存在．2．合外力与向心力的关系(如图所示)(1)若F合＝mrω2或F合＝m v2r，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”．(2)若F 合>mrω2或F 合>m v 2r ，物体做半径变小的近心运动，即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”．(3)若0<F 合<mrω2或0<F 合<m v 2r ，则合外力不足以将物体拉回到原轨道上，而做离心运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足”．(4)若F 合＝0，则物体做直线运动．【例5】 (多选)离心沉淀器可以加速物质的沉淀，它的示意图如图所示，试管中先装水，再加入粉笔末后搅拌均匀，当试管绕竖直轴高速旋转时，两个试管几乎成水平状态，然后可观察到粉笔末沉淀在试管的底端，则( )A ．旋转越快，试管的高度越低B ．粉笔末向试管底部运动是一种离心现象C ．旋转越快，粉笔末的沉淀现象越明显D ．旋转越快，粉笔末的沉淀现象越不明显[解析] 对试管整体分析，整体受到的合力提供向心力，设试管中心线与竖直方向夹角为α，则提供的向心力为mg tan α，当转速增大时，需要的向心力增大，故角度α增大，管越高，A 错误；离心沉淀器是一种离心设备，不同的物质混合，当离心沉淀器工作时，会发生离心现象，B 正确；转速越快，离心运动越剧烈，粉笔末分层越明显，C 正确，D 错误．[答案] BC[针对训练5] (多选)洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法正确的是 ( )A ．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的B ．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好C ．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好D．水会从筒中甩出是因为水滴受到的向心力很大解析：选ABC.脱水过程中，衣物做离心运动而甩向筒壁，故A正确；F＝ma＝mω2R，ω增大会使所需向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去，脱水效果会更好，故B正确；中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所需向心力小，脱水效果差，故C正确；水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故D错误．[A级——合格考达标练]1．一摩托车比赛转弯时的情形如图所示．转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动．对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是()A．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B．摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C．摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D．摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析：选B.摩托车只受重力、地面支持力和地面摩擦力的作用，没有离心力，A错误；摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，则说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B正确；摩托车将沿曲线做离心运动，C、D错误．2．如图所示，山崖边的公路常被称为最险公路，一辆汽车欲安全通过此弯道公路(公路水平)，下列说法不正确的是()A ．若汽车以恒定的角速度转弯，则选择内圈较为安全B ．若汽车以恒定的线速度大小转弯，则选择外圈较为安全C.汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用D ．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用解析：选D.汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用，其中摩擦力提供向心力，故C 正确，与题意不符；D 错误，与题意相符；汽车转弯时，径向的静摩擦力提供向心力有一个最大静摩擦力的限制，所需向心力越小，则汽车越安全，根据公式F n ＝m v 2r＝mω2r ，易知，汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈时，轨道半径较小，所需向心力较小，较为安全，汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈时，轨道半径较大，所需向心力较小，较为安全，故A 、B 正确，与题意不符．3．(多选)一质量为2.0×103 kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力为1.6×104 N ，当汽车经过半径为100 m 的弯道时，下列判断正确的是( )A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B ．汽车转弯的速度为30 m/s 时所需的向心力为1.6×104 NC ．汽车转弯的速度为30 m/s 时汽车会发生侧滑D ．汽车能安全转弯的向心加速度不超过8.0 m/s 2解析：选CD.汽车在水平面转弯时，做圆周运动，重力与支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，不能说受到向心力，故A 错误；如果车速达到30 m/s ，需要的向心力F ＝m v 2r ＝2.0×103×302100 N ＝1.8×104 N ，故B 错误；最大静摩擦力f ＝1.6×104 N ，则F ＞f ，所以汽车会发生侧滑，故C 正确；最大加速度为：a ＝f m＝1.6×1042×103 m/s 2＝8.0 m/s 2，故D 正确． 4．在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增大摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了．把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，。
生活中的圆周运动教案新人教版必修
一、教学目标1. 让学生理解圆周运动的概念,掌握圆周运动的基本特征。
2. 让学生掌握圆周运动的物理量,如线速度、角速度、周期、频率等。
3. 让学生了解圆周运动在生活中的应用,提高学生的实践能力。
二、教学内容1. 圆周运动的概念和特征(1) 圆周运动的概念圆周运动是物体沿着圆周运动的运动方式。
(2) 圆周运动的基本特征圆周运动的速度方向时刻在变化,速度大小保持不变,称为匀速圆周运动。
圆周运动的加速度方向始终指向圆心,称为向心加速度。
2. 圆周运动的物理量(1) 线速度线速度是物体在圆周运动中沿圆周的速度,用符号v表示。
(2) 角速度角速度是物体在圆周运动中单位时间内转过的角度,用符号ω表示。
(3) 周期和频率周期是圆周运动一次完整运动所需的时间,用符号T表示。
频率是单位时间内圆周运动的次数,用符号f表示。
三、教学方法采用问题驱动的教学方法,通过引导学生思考圆周运动的概念、特征和物理量的定义,让学生掌握圆周运动的基本知识。
通过实例分析,让学生了解圆周运动在生活中的应用。
四、教学步骤1. 引入圆周运动的概念,引导学生思考圆周运动的特点。
2. 讲解圆周运动的物理量,让学生了解圆周运动的量化描述。
3. 通过实例分析,让学生了解圆周运动在生活中的应用。
4. 布置练习题,巩固所学知识。
五、教学评估通过课堂提问和练习题的完成情况,评估学生对圆周运动的基本概念、特征和物理量的掌握程度。
六、圆周运动的向心力1. 向心力的概念向心力是使物体朝向圆心的力，它的方向始终指向圆心。
2. 向心力的表达式向心力F = mv²/r，其中m为物体的质量，v为物体的线速度，r为圆周运动的半径。
七、圆周运动的周期和角速度1. 周期和角速度的关系周期T和角速度ω的关系为：ω= 2π/T。
2. 周期和线速度的关系周期T和线速度v的关系为：T = 2πr/v。
八、圆周运动的速度和加速度1. 速度的大小和方向圆周运动的速度大小不变，但方向时刻在变化。
生活中的圆周运动教学设计优质课教案
生活中的圆周运动教学设计优质课教案一、教学目标通过本堂课的教学，学生应能够：1.基本理解圆周运动的概念和特性；2.掌握圆周运动的基本公式和计算方法；3.运用圆周运动的知识解决生活中的实际问题。
二、教学准备1.教师准备：投影仪、黑板、课件、实物示例等；2.学生准备：课本、笔、纸。
三、教学过程1. 导入（5分钟）教师通过投影仪展示一些日常生活中的圆周运动的例子，如钟摆的摆动、地球的公转等。
引导学生思考这些例子有什么特点，并引出本节课的主题。
2. 知识讲解（15分钟）教师介绍圆周运动的概念和特性，并通过课件和黑板向学生展示相关公式和计算方法。
在讲解过程中，教师可以结合实际场景，如车轮的转动、风车的旋转等，让学生更好地理解圆周运动的概念。
3. 团队合作探究（30分钟）将学生分为若干小组，每个小组由3-4名学生组成。
教师将准备好的实物示例分发给每个小组，如旋转木马、转盘等。
学生需要观察实物示例，采集相关数据，并通过小组讨论，尝试建立圆周运动的数学模型和公式。
4. 实践运用（30分钟）学生运用所学的圆周运动知识解决一些生活中的实际问题，例如：一个车轮的半径为30厘米，每分钟转动180°，求车轮的线速度、角速度等。
学生可以自由选择问题进行解答，并将解答过程和结果写在纸上。
5. 综合总结（10分钟）教师对学生的解答进行评价和点评，引导学生总结本节课所学的知识和方法，并强调圆周运动在生活中的应用和意义。
四、教学反思本堂课采用了导入、知识讲解、团队合作探究、实践运用和综合总结等多种教学方法，形式多样化，能够激发学生的学习兴趣和主动性。
通过实物示例和生活应用问题的解答，提高了学生对圆周运动的理解和掌握能力。
同时，教师要注意在讲解过程中合理引导学生思考，并及时给予帮助和指导，确保每个学生都能有所收获。
《生活中的圆周运动》教学设计
《生活中的圆周运动》教学设计教学设计：《生活中的圆周运动》一、教学目标1.了解生活中常见的圆周运动的实例，并能够分析其中的物理原理；2.能够描述并分析生活中常见的圆周运动的特点和规律；3.提高学生的观察力和实践动手能力。
二、教学内容1.生活中的圆周运动的实例；2.圆周运动的特点和规律；3.利用实例进行物理原理的分析。
三、教学过程1.导入（10分钟）教师通过引导学生回忆曾经在生活中见到的圆周运动的实例，如电风扇的转动、行车轮的转动等，激发学生的兴趣。
2.学习与探究（30分钟）a.学生自主观察与探究：教师分组引导学生对生活中的圆周运动进行观察和探究，学生们可以选择不同的实例进行观察，例如转盘、旋转木马等，并用手机或摄像机记录下来。
b.小组交流与展示：学生将所观察到的实例进行讨论和交流，分享他们的观察结果和心得。
c.讨论与总结：教师引导学生发现圆周运动的特点和规律，如速度大小的一致性、物体做圆周运动必须受到一个向心力等，并总结归纳。
3.物理原理分析（30分钟）教师通过引导学生回顾所学的物理知识，分析并解释生活中的圆周运动的物理原理，如按住绳子旋转的小风车受到绳子的向心力，使小风车做圆周运动等。
4.小结（10分钟）教师对本节课的内容进行小结，再次强调圆周运动的特点和规律，并鼓励学生运用所学的知识分析生活中的其他物理现象。
四、教学辅助和评估1.教学辅助：PPT、实物模型、手机或摄像机。
2.评估方式：观察学生的参与情况，小组讨论和展示的表现，以及对物理原理分析的准确性和深度的评估。
五、教学拓展1.带领学生进行实物观察和测量，教师可以通过展示实物模型演示生活中的圆周运动。
2.引导学生进行实际操作，例如用绳子绑在一个小物体上，通过甩动绳子使物体做圆周运动，观察并描述物体的运动特征。
3.带领学生进行实验，通过设立不同大小的圆周运动来观察和分析速度的变化情况。
六、教学延伸1.学生可了解生活中其他圆周运动的实例，并进行分析。
《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、教学任务及对策1、教材分析：《生活中的圆周运动》是新课程人教版必修2第五章的第7节，是这一章的最后一节。
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起原；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、通过向心力在详细问题中的使用，培养学生将物理知识使用于糊口和生产实践认识；B、通过一些事例，使学生初步建立松散的科学立场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）教学重点分析详细问题中向心力的起原。
（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、学情分析三、教法及理论依据依据心理学中XXX的建构主义理论和维果斯基的最近发展区理论，采用问题引领式的教学模式，教师引导学生讨论、探究，在关键处给予点拨，让学生亲自动笔、推导并表述；对于学生采用观察、推导、探究、讨论等研究方法。
《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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生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计一、教学目标1. 让学生了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
2. 使学生掌握圆周运动的基本公式和特点。
3. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 圆周运动的概念：圆周运动是指物体在圆周路径上的运动。
2. 圆周运动的基本公式：v = 2πr/T，其中v表示线速度，r表示圆周半径，T 表示运动周期。
3. 圆周运动的特点：速度大小不变，但方向不断变化；加速度方向始终指向圆心。
4. 生活中的圆周运动实例：自行车轮子、摩天轮、地球自转等。
三、教学重点与难点1. 重点：圆周运动的概念、基本公式及特点。
2. 难点：圆周运动在实际生活中的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生发现生活中的圆周运动现象。
2. 利用多媒体演示，帮助学生形象地理解圆周运动的特点。
3. 实例分析法，让学生通过观察和分析实际例子，掌握圆周运动的应用。
五、教学过程1. 导入：引导学生关注生活中的圆周运动现象，如自行车轮子、摩天轮等。
2. 新课导入：介绍圆周运动的概念及其基本公式。
3. 课堂讲解：讲解圆周运动的特点，分析实例，让学生体会圆周运动在生活中的应用。
4. 课堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。
5. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，提出拓展性问题，激发学生的学习兴趣。
教学评价：通过课堂讲解、练习及拓展性问题，评价学生对圆周运动的理解和应用能力。
六、教学活动1. 实例分析：分析自行车骑行过程中的圆周运动，如车轮转动、把手转动等。
2. 小组讨论：让学生分组讨论生活中遇到的圆周运动现象，并分享给其他小组。
3. 问题解决：引导学生运用圆周运动的基本公式解决实际问题，如计算自行车轮子的线速度。
七、课堂练习1. 填空题：填空完成圆周运动的基本公式。
2. 选择题：判断生活中的运动是否为圆周运动。
3. 计算题：计算自行车骑行过程中，车轮的线速度和角速度。
八、教学反思1. 教师反思：回顾本节课的教学内容，思考是否清晰地讲解了圆周运动的概念和应用。
6.4 生活中的圆周运动(教学设计)高一物理(人教版2019必修第二册)
第4节生活中的圆周运动教学设计思考与讨论：在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。
你能解释其中的原因吗？观察与思考：观看视频，思考行驶中的火车为什么会发生脱轨事故呢？一、火车转弯(一)车轮构造思考与讨论：(1)火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车内外轨道一样高。
火车受哪些力？谁充当向心力？靠这种办法得到的向心力缺点是什么？(2)如果火车外轨道比内轨道高。
火车可以不受轨道侧向的弹力F吗？(3)若不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力？是沿哪个方向？(二)临界速度思考与计算：质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。
深度拓展：质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道宽L，高度差为h，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。
(图中θ很小）思考与讨论：(1)如果火车在转弯处的速度大于规定速度，会对哪个轨道有挤压？如果小于呢？(2)通过以上学习，你是否可以解释转弯处内外轨高度不同和火车脱轨的原因吗？【要点总结】=√rgtanθ；(1)火车转弯规定临界速度:v临界(2)火车转弯速度大于规定临界速度时：外侧轨道与轮之间有弹力；(3)火车转弯速度小于规定临界速度时：内侧轨道与轮之间有弹力。
思考与讨论：高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度，说说这样设计是什么原因？原因分析： (1)水平路面转弯①向心力：自行车侧向所受的静摩擦力。
r v mF f 2=②临界速度：rv mmg 2=μgr v μ=⇒(2)外高内低路面转弯①向心力：重力和支持力的合力。
r v mmg F n 2tan ==θ②临界速度：θtan gr v =二、汽车过拱形桥思考与讨论：公路上的拱形桥是常见的，为什么拱形桥比凹形桥更普遍呢？(一)凹形桥思考与计算：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，当汽车通过桥的最低点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？(二)拱形桥质量为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，当汽车通过桥的最高点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？思考与讨论：（最高点）（1）当v=0 时，F N等于多少？（2）当v增大时，F N如何变化？（3）当F N =0时，v等于多少？（4）当v≥√gr时，汽车将做何种运动？（5）此时人和座位之间是否有压力存在？思考与讨论:地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。
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《生活中的圆周运动》教学设计一、教学任务及对策1、教材分析：《生活中的圆周运动》是新课程人教版必修2第五章的第7节，是这一章的最后一节。
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学习物理的责任感和自豪感；C、体会圆周运动的奥妙，培养学生学习物理知识的求知欲；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，以及如何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、学情分析学生已经学习了匀速圆周运动、向心力、向心加速度的概念，对圆周运动有了比较初步的认识，但学生对于向心力由谁来提供，还比较模糊，这样就不能进行知识迁移和解决实际问题。
所以教学过多个实例分析说明向心力的来源是由性质力来提供的，让学生从被动的接受知识变成主动的探索新知识，积极参与教学过程的每个环节，引导学生手脑并用，分析与综合相结合，以提高学生的探索研究和创新能力。
三、教法及理论依据依据心理学中皮亚杰的建构主义理论和维果斯基的最近发展区理论，采用问题引领式的教学模式，教师引导学生讨论、探究，在关键处给予点拨，让学生亲自动笔、推导并表述；对于学生采用观察、推导、探究、讨论等学习方法。
四、课前准备1、学生课前准备：复习圆周运动的向心力、向心加速度的概念；2、教学用具准备：幻灯片展示、视频演示；3、教学环境布置：利用小组合作的方式，把学生提前分好小组。
五、时间分配本节课用1课时讲解，复习引入5分钟，铁路的弯道用15分钟，离心现象用7分钟，拱形桥和航天器中的失重现象用15分钟，课堂小结、布置作业用3分钟。
六、教学过程设计（一）复习引入复习：提问圆周运动向心加速度、向心力相关知识。
（教师引领复习，并说明向心力可以是某个力提供、某些力的合力提供、某个力的分力提供）引入：让学生看一段视频，其中包括火车拐弯、F1赛车比赛、汽车过拱桥、过山车游戏等生活中常见的圆周运动。
观看完视频，展示视频中的图片，让学生观察比较思考，然后回答问题。
（展示课件，教师引导学生仔细观察，体现核心素养基本原则：注重时代性）问题1：同学们，你们都看到了哪些东西呢？他们的运动有什么相同之处，又有什么不同之处呢？学生：火车、汽车、过山车等都做曲线运动。
火车和F1赛车是水平的曲线运动，汽车过拱桥、过山车是竖直的曲线运动。
问题2：同学们，物体做圆周运动需要有力提供向心力，那么F1赛车、过山车是什么力提供了向心力呢？（展示课件，教师引导学生自行分析，进行总结）学生：由受力分析可知，摩擦力、重力和弹力的合力。
[设计意图]让学生观看视频，轻松引入课题，消除学生的紧心理。
用图片作为对比，用问题作为提示，让学生观察搜集有用信息，培养学生的观察和分析能力。
（二）新课教学1、铁路的弯道解决的问题：1）、火车的轨道为什么设计成外轨高轨低？2）、火车转弯时的临界速度是多大？给出火车车轮图片的特殊结构。
让学生通过看书、观察、讨论，然后回答问题。
（展示课件，教师引导学生着重观察火车转弯轨道的高低问题。
体现核心素养基本原则：坚持科学性）问题1：请观察、总结火车的车轮结构特点、轨道的高低有什么特点、为什么这样铺设轨道？（展示课件，教师介绍车轮、轨道结构，特别强调轮缘结构）问题2：火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受合力如何？（展示课件，教师引导学生共同进行分析）问题3：转弯时，如果轨道是水平的，火车转弯做曲线运动，所受外力怎么样？谁提供向心力？（展示课件，教师引导学生，由学生自行完成，强调轮缘的作用）问题4：火车的质量很大，行驶的速度也不小，如此长时间后，对轨道和列车轮缘有什么影响？（教师引导学生，从受力情况和分析向心力的来源着手）问题5：如何改进才能够解决轨道和轮缘易损坏的问题呢？（教师引导学生，提示刚才观察图像和视频，引出解决方法：轨道倾斜）教师讲解：使轨道面向圆心一侧倾斜一个很小的角度，使外轨略高于轨，这样，重力和支持力的合力提供了向心力，外轨就不受轮缘的挤压了。
（再次展示课件，展示火车转弯时候的图片，提醒学生观察轨道的情况。
）问题6：当轨道平面与水平面之间的夹角为，请你画受力图，并分析这时是谁提供火车转弯的向心力？（展示课件，教师引导学生共同进行分析，并强调此圆运动轨迹是水平圆周运动，且找准圆心位置）问题7：转弯半径R确定的时候，速度多大时轨道侧面不受挤压？（展示课件，教师引导学生共同进行分析，并明确“临界速度”的概念）问题8：如果火车实际行驶速度大于此速度时，向心力应由哪些力提供？如果小于此速度又怎么样呢？（展示课件，教师引导学生共同进行分析，并明确“需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求，速度过大时：外侧轨道与轮缘之间有弹力；速度过小时：侧轨道与轮缘之间有弹力”）问题9：如果火车实际行驶速度大大超过此速度时，将会出现什么样的后果？（展示课件，教师引导学生看到违背物理规律的严重的交通事故）教师点评：1）、轮缘不是提供向心力的主要因素，而是重力与支持力的合力；2）、工程师要设计弯道的半径大小，规定车速；3）、超速会对哪个轮缘造成损害------外轨；学生练习：汽车赛道的设计、飞机转弯，请分析受力情况，解释现象。
（借助火车转弯，教师演示飞机转弯，引导学生分析受力情况，解释现象）[设计意图]本部分的问题是层层深入，逐层递进的。
目的是让学生体会水平面里的圆周运动的特点，轨道、圆心、半径都在水平方向，向心力也在水平方向。
教师在学生思考、计算过程中，巡回指导，充分发挥学生的主体地位，通过相互讨论培养学生的协作与交流能力。
练习题的目的是让学生加深理解向心力的来源。
交通事故的演示有利于学生对科学的向往和敬畏，同时对学生进行安全教育。
2、圆周运动、离心运动复习一下最大静摩擦力，衔接上边知识，自然引入到生活现象，然后让学生看书、思考、回答问题。
问题1：在课本25页“问题与练习”第三题中，物块和圆盘保持相对静止一起转动，对匀速转动的物块来讲，谁提供向心力？若此力突然消失，物块将如何运动？（教师带领学生回顾课本知识，复习相关容，做到温故知新，做好上下知识衔接）根据我们所学容，将会设想到物块将会沿切线飞出，而相对原来而言将逐渐远离，向外运动，这种运动我们称之为“离心运动”，这种现象我们叫做“离心现象”。
（教师带领学生阅读课本相关知识，明确“离心现象”概念）问题1：什么情况物体将做离心运动？请同学们总结物体做离心运动的条件是什么？（教师引导学生根据课本相关知识，进行分析，正确理解离心现象；强调“供”、“需”关系，从“供”、“需”关系明确“离心运动的条件”）问题2：物体做离心运动时有没有离心力？我们在观看F1比赛的时候，经常看到赛车开出跑道的镜头，这又是怎么造成的呢？（教师引导学生，回顾赛车转弯问题，利用所学知识，提示学生进行分析、解释；同时调动学生学习的积极性，提高学生思考问题、分析问题的能力）问题3：赛车正常拐弯的情况下是谁提供向心力？（教师引导学生根据相关知识，进行分析，学生自主总结，收获成功的喜悦）问题4：赛车被甩出去的时候向心力没有了吗？（教师引导学生根据相关知识，共同分析，促进学生养成研究问题严谨的习惯）教师分析：曲线运动中“需要向心力”与“提供向心力”之间的关系是造成离心运动的关键。
赛车拐弯时，提供向心力的摩擦力没有消失，而是当时需要更大的向心力，摩擦力不够了，所以才会有赛车被甩出去的事情。
（展示课件，教师引导学生分析、总结，引出离心运动和离心现象）提出问题：汽车过弯道时，出事故与什么因素有关？（超速、超载、路滑、轮胎磨损）你想对司机提出的忠告、对修路的工程师说的话各是什么？在我们生活中，离心现象还有很多，比如制作棉花糖、洗衣机里的甩干桶等等。
甩干桶工作时是因为水滴所受到衣服“提供”的附着力小于水滴所“需要”的向心力，所以水滴离开了衣服，做离心运动。
（展示课件，教师引导学生观察图片，进行分析、总结）学生举例，教师点评。
（砂轮、链球等）[设计意图]甩干桶工作的过程和汽车向外甩出的过程，是离心运动的两种情况。
从汽车向外甩的过程看离心运动，是火车转弯的衔接，又蕴含了新的知识。
既可培养学生分析综合能力，又可培养学生严谨的科学态度和理论联系实际的能力。
3、拱形桥解决的问题：1）、拱形桥面与凹形桥面受汽车压力与汽车所受重力的关系是什么？2）、超重、失重问题在此类问题中如何表现？再次展示汽车过拱桥图片，特别是中国古代拱形桥——州桥，对其进行简单的介绍。
通过提问，引导学生按步骤进行思考：（教师对州桥的介绍，激发学生学习兴趣和中华民族的文化底蕴。
体现核心素养基本原则：强化民族性）问题1：汽车以某一速度v通过拱形桥的最高点时，汽车受力如何？（展示课件，教师引导学生，由学生自行完成）问题2：哪个力或哪些力提供了向心力？（展示课件，教师引导学生，由学生自行完成）问题3：此时桥面受到的压力比汽车的重力怎样？（展示课件，教师引导学生，由学生自行完成，并明确“超重、失重现象”）问题4：拱桥的圆心在哪？如果给出拱桥所在圆周的半径为R，你能计算汽车过拱桥的速度吗？问题5：分析如果汽车过拱桥的速度不断增大，会有什么现象发生？汽车的临界速度是多少？（展示课件，教师引导学生共同完成，并明确“临界速度的原因及计算方法”）问题6：汽车的速度比更大时会怎么运动？（展示课件，教师提示学生，此时汽车受力、速度、加速度如何）学生：1、汽车受重力和支持力，牵引力和摩擦力；2、重力和支持力的合力提供了向心力；3、故FN＜mg；根据牛顿第三定律，桥面受到的压力等于汽车受到的支持力；所以桥面受到的压力小于汽车的重力；4、汽车的竖直方向的合力指向圆心；5、当速度不断增大的时候，压力会不断减小，当FN=0时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面；6、汽车以大于或等于的速度驶过拱形桥的最高点时，汽车与桥面的相互作用力为零，汽车只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽车将做平抛运动。