最新57生活中的圆周运动教案新人教版必修2

57生活中的圆周运动教案新人教版必修2

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．

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？。

3．火车转弯做的是一段圆周运动，需要有力来提供火车做圆周运动的向心力，而平直路前行不需要．那么火车转弯时是如何获得向心力的?

4．高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压的后果会怎样?

如何解决这一实际问题?结合学过的知识加

以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力

图，加以定性说明． 5．运用刚才的分析进一步讨论：火车转弯时

的速度多大时才不至于对内外轨道产生相互挤

压?

选择合适的弯道倾斜角度，使向心力仅由支持力F N 和重力G 的合力F 合提供：

合 合

F向= mv02/r = F合= mgtanθ

v0= grtg

讨论：（1）当v= v0，F向=F合内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。

（2）当v > v0，F向>F合外轨道对外侧车轮轮缘有弹力。

（3）当v < v0，F向

6．要使火车转弯时损害最小，对行驶的速度有什么要求？

备课补充：资料选择

〖拓展应用〗

解释下列现象：

（1）为什么高速公路弯道处外高内低，超速车道比主车道更倾

斜？

（2）在场地自行车比赛中，为什么比赛路面也是外高内低，

（3）飞机要在空中实施水平转弯，应该怎样飞行？

（4）汽车在水平面内转弯是什么力提供向心力？

例2汽车过拱形桥（只限在最高点）

1．汽车过桥时做什么运动？在最高点汽车受什么力的

作用？什么力提供汽车做圆周运动的向心力？

2．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?

汽车在桥顶出现什么现象？

3．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？

4．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？

5．刚才分析了汽车在拱形桥最高点和凹形桥的最低点

的情形，如果汽车不在拱形桥的最高点或最低点，前面

的结论还是否能用?如果不能直接运用，又如何来研究

这一问题呢?

〖拓展应用〗

回答问题

1、杂技”水流星”在通过最高点时为什么水没有流出来？

v

R

N

R

N

v

2、如图小球过“山车”，求小球过“山车”在竖直平面内做圆周运动的最高点最小速度（知小球过“山车”在竖直平面内做圆周运动的半径为R ）

3、满足什么条件如图所示的翻滚过山车就不会从最高点掉不下来？

4、思维拓展 ------- 思考与讨论

地球可以看做一个巨大的拱形桥。汽车沿南北行驶，不断加速。请思考：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零，此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时有什么感觉？

四、巩固练习

1、在水平圆盘上分别放甲、乙、丙三个质量分别为m 、2m 、3m

的物体，其轨道半径分别为r 、2r 、3r 如图所示，三个物体的

最大静擦力皆为所受重力的k 倍，当圆盘角速度由小缓慢增

加，相对圆盘首先滑动的是：（ ）

A 、甲物体

B 、乙物体

C 、丙物体

D 、三个物体同时滑动

2、火车在某个弯道按规定运行速度40m/s 转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力， 若火车在该弯道实际运行速度为30m/s ，则下列说法中正确的是（ ）

A.仅内轨对车轮有侧压力

B.

仅外轨对车轮有侧压力

C.内、外轨对车轮都有侧压力

D.内、外轨对车轮均无侧压力

R

.