生活中的圓周運動+教學(xué)設(shè)計 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

生活中的圓周運動《水平面內(nèi)的勻速圓周運動》教學(xué)設(shè)計教材分析這節(jié)內(nèi)容緊扣實際生活，并嘗試著應(yīng)用圓周運動的知識來解決生活中的實際問題，內(nèi)容包括:汽車在水平面上轉(zhuǎn)彎、安全彎道設(shè)計、飛車走壁、圓錐擺。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)物理觀念:學(xué)會分析圓周運動方法，分汽車安全彎道設(shè)計、飛車走壁、圓錐擺等實際的例子，掌握牛頓第二定律分析向心力的方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力。科學(xué)思維:體會圓周運動中的奧妙，培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理知識的求知欲，善于將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活中。科學(xué)探究:通過向心力在具體問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任:進(jìn)一步理解向心力的含義并會在具體問題中分析向心力的來源﹔能夠熟練運用圓周運動知識解釋生活中的圓周運動現(xiàn)象;教學(xué)重點難點【教學(xué)重點】1.理解向心力是一種效果力；2.在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運動定律求解有關(guān)問題。[來源:學(xué)+科+網(wǎng)]【教學(xué)難點】1.具體問題中向心力的來源；2.關(guān)于對臨界問題的討論和分析；課前準(zhǔn)備PPT視頻教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課：(視頻)物體做勻速圓周運動時合力全部用來提供向心力。而物體做變速圓周運動時所受合力并未全部用來提供向心力，而是沿半徑方向的分力提供向心力。本節(jié)課應(yīng)用牛頓運動定律進(jìn)一步深入分析解釋生活中幾個實例。（二）多媒體展示問題下面我們以生活中水平勻速圓周運動事例來進(jìn)一步加深理解，請看實例1．汽車在水平面上轉(zhuǎn)彎的情況。(視頻)思考：汽車轉(zhuǎn)彎時什么力來提供向心力？對汽車水平轉(zhuǎn)彎進(jìn)行受力分析汽車受到的力有：重力、摩擦力、支持力由誰來提供向心力？由指向圓心方向的靜摩擦力提供向心力。我們通過具體數(shù)值定量分析汽車在半徑為R的水平彎道上轉(zhuǎn)彎，如果汽車與地面的動摩擦因數(shù)為μ，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則汽車不發(fā)生側(cè)滑的最大速率是多少.汽車水平面上轉(zhuǎn)彎:（視頻）由此可見:當(dāng)汽車在水平面上轉(zhuǎn)彎時,存在一個安全通過的最大速度,如果超過了這個速度,汽車將發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。改進(jìn)措施:（1）增大圓盤半徑（2）增加路面的粗糙程度（3）最重要的一點:司機(jī)應(yīng)該減速慢行!（4）增加路面高度差——外高內(nèi)低安全彎道設(shè)計：路面傾斜(燈片)汽車質(zhì)量為m,路面傾角為θ，轉(zhuǎn)彎半徑為r,若要使汽車在轉(zhuǎn)彎時地面對其側(cè)向靜摩擦力為零，且汽車近似做勻速圓周運動，試分析汽車轉(zhuǎn)彎時向心力的來源以及轉(zhuǎn)彎時的安全速度。(燈片)小結(jié)1：處理圓周運動問題的一般步驟（1）明確對象，找出圓周平面，確定圓心和半徑（2）進(jìn)行受力分析，畫出受力分析圖（3）求出沿半徑方向的合力，即向心力（4）根據(jù)向心力公式結(jié)合勻速圓周運動的特點列方程求解。請看實例2．（視頻）有一種雜技表演叫“飛車走壁”,由雜技演員駕駛汽車沿圓形表演臺的側(cè)壁做勻速圓周運動.如圖所示,虛線圓表示汽車的行駛軌跡,設(shè)軌跡離地面的高度h增大,則：汽車運動的周期、線速度和對側(cè)壁的壓力將怎樣變化.（三）鞏固練習(xí)1．小球做圓錐擺時細(xì)繩長L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運動的周期。解：小球的向心力：由F和G的合力提供小球做圓周運動的半徑由向心力公式有：解得：2.有一豎直轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸上的A點有一長為l的細(xì)繩系有質(zhì)量為m的小球。要使小球在隨轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動的同時又不離開光滑的水平面，則A點到水平面的高度h最大為()解析：選A以小球為研究對象，小球受三個力的作用，重力mg、水平面支持力FN、繩子拉力F，在豎直方向合力為零，在水平方向所需向心力為mω2R，設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ，則有：R＝htanθ，那么Fcosθ＋FN＝mg，F(xiàn)sinθ＝