向心力的實(shí)例分析教案2015

第3節(jié)向心力的實(shí)例分析（第1課時(shí)）授課時(shí)間：2018年4月18授課教師：吳選慶一、【教學(xué)目標(biāo)】l、知識(shí)與技能：（1）鞏固向心力的知識(shí)；（2）會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源；（3）會(huì)用牛頓第二定律解決生活中較簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；2、過(guò)程與方法：（1）通過(guò)汽車(chē)和火車(chē)轉(zhuǎn)彎的實(shí)例分析，提高分析、解決問(wèn)題能力，發(fā)展交流與合作能力；（2）經(jīng)歷觀察和理論探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究的方法，領(lǐng)略運(yùn)用牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的方法；3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：（1）體會(huì)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，發(fā)展將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。（2）體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)過(guò)程，養(yǎng)成樂(lè)于細(xì)心觀察、勤于思考和相互交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣和合作精神。二、【重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：用牛頓第二定律解決圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題難點(diǎn)：具體問(wèn)題中的向心力來(lái)源分析三、【教學(xué)方法】視頻、圖片演示、講授、分析、推理、歸納四、【教學(xué)用具】火車(chē)軌道及車(chē)輪模型、多媒體課件等五、【教學(xué)過(guò)程】（一）引入新課：1.知識(shí)回顧師：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到向心力的作用（1）向心力始終指向圓心。（板書(shū)）(2)向心力公式：（板書(shū)），當(dāng)提供的向心力（可以是一個(gè)力也可以是多個(gè)力的合力）與所需的向心力達(dá)到供需平衡時(shí)，物體就做圓周運(yùn)動(dòng)。2.播放圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的視頻師：請(qǐng)同學(xué)們注意觀察視頻中運(yùn)動(dòng)的物體是否都順利完成圓周運(yùn)動(dòng)？軌道面一致嗎？（二）新課教學(xué)1、【實(shí)例一、汽車(chē)轉(zhuǎn)彎】（圖片展示：汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的照片）師：假設(shè)是你開(kāi)車(chē)轉(zhuǎn)彎，你要如何確保安全？師：引導(dǎo)學(xué)生分析汽車(chē)轉(zhuǎn)彎可以當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)，找出圓周的軌道面，找出誰(shuí)提供的向心力。生：一般能畫(huà)出重力、支持力、摩擦力、牽引力、阻力，側(cè)向的靜摩擦力可能畫(huà)不出來(lái)。如果側(cè)向靜摩擦力學(xué)生畫(huà)不出來(lái)，引導(dǎo)大家課前視頻中汽車(chē)高速轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)的狀況,小組可以思考和討論一下。師：引導(dǎo)學(xué)生分析這個(gè)摩擦力是側(cè)向靜摩擦力，方向指向圓心，就是這個(gè)側(cè)向靜摩擦力提供向心力。動(dòng)力學(xué)方程為:當(dāng)f達(dá)最大靜摩擦力fm，所以要安全轉(zhuǎn)彎就要求(板書(shū))由公式可知：我們可以通過(guò)改變?chǔ)蘎值提高安全速度，但如果受地理，車(chē)況的限制無(wú)法改變R，μ的值而且還要高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，還有什么辦法可以提高轉(zhuǎn)彎的安全速度？生：把路面建成傾斜路面（1）如果學(xué)生不知道，展示賽車(chē)跑道圖片，盤(pán)山公路彎道的圖片，讓學(xué)生觀察并討論為什么這么設(shè)計(jì)？（2）學(xué)生知道了，展示賽車(chē)跑道圖片，盤(pán)山公路彎道的圖片，加深印象。師：為什么？（引導(dǎo)學(xué)生從受力分析入手）【思考、討論】質(zhì)量為m的汽車(chē)，在傾角為的路面上轉(zhuǎn)彎，彎道半徑為r,假設(shè)轉(zhuǎn)彎時(shí)不受側(cè)向靜摩擦力，求：轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速？生：同學(xué)間討論、交流其正確性。師：巡視并及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤。課件展示受力分析圖，并在黑板上推導(dǎo)出表達(dá)式：當(dāng)車(chē)速大于或小于V0時(shí)，汽車(chē)是否受側(cè)向靜摩擦力？師：路面轉(zhuǎn)彎處的限速牌的數(shù)字是什么意思？生：安全速度轉(zhuǎn)彎的最大速度2、【實(shí)例二、火車(chē)轉(zhuǎn)彎】師：汽車(chē)在水平路面內(nèi)轉(zhuǎn)彎是靠側(cè)向靜摩擦力提供向心力，生活中的另外一種交通工具火車(chē)，在水平軌道面內(nèi)轉(zhuǎn)彎也是靠側(cè)向靜摩擦力提供向心力嗎？為什么？圖片展示并介紹：火車(chē)的駕駛室、軌道、車(chē)輪實(shí)物圖展示自制教具并介紹：火車(chē)車(chē)輪，軌道模型探究實(shí)驗(yàn)：火車(chē)轉(zhuǎn)彎的向心力來(lái)源（播放特寫(xiě)視頻）學(xué)生觀察、思考、討論回答：火車(chē)靠輪緣與鐵軌之間的側(cè)向擠壓作用力提供向心力。師：是輪緣與哪個(gè)軌道的擠壓力提供向心力呢？（內(nèi)軌還是外軌）生：外軌外軌軌N外軌軌N師：火車(chē)質(zhì)量大，車(chē)速又不小，僅靠輪緣與軌道的側(cè)向擠壓力提供向心力，安全嗎？生：不安全，很容易脫軌師：怎么辦？提示：能否借鑒公路的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)鐵路轉(zhuǎn)彎處呢？展示車(chē)體傾斜圖片師：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)公路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)分析這樣做的緣由。在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，火車(chē)駛過(guò)轉(zhuǎn)彎處時(shí)，鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力方向不再是豎直的，而是斜向軌道的內(nèi)側(cè)。它在火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)也參與提供向心力。分析：火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果輪緣與軌道無(wú)擠壓，請(qǐng)分析：火車(chē)的速度多大？師：總結(jié)同學(xué)的發(fā)言。軌道平面在水平面上，火車(chē)靠重力與支持力的合力提供向心力。課件展示分析。（板書(shū)）火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，若火車(chē)的速度大于或小于，軌道對(duì)輪緣有擠壓?jiǎn)?？（提示汽?chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)速度大于或小于安全速度出現(xiàn)的現(xiàn)象）因?yàn)椋夯疖?chē)向外側(cè)側(cè)滑，輪緣與外軌擠壓。因?yàn)椋夯疖?chē)向內(nèi)側(cè)側(cè)滑，輪緣與內(nèi)軌擠壓。因此，在火車(chē)過(guò)彎道時(shí)，如果車(chē)速略大于或小于安全速度時(shí)，就可以靠輪緣與軌道間的側(cè)向作用力來(lái)共同提供向心力，保證火車(chē)安全轉(zhuǎn)彎。播放新聞（西班牙火車(chē)脫軌事故）師：可見(jiàn)火車(chē)司機(jī)的責(zé)任重大，同時(shí)也提醒我們今后駕駛車(chē)輛時(shí)，一定要根據(jù)路況，車(chē)況及路旁的警示牌，控制好車(chē)速做到安全行車(chē)。3.【小結(jié)】（板書(shū)）分析圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的步驟：（1）對(duì)物體受力分析;（2）確定圓周所在的平面及圓心；（3）求指向圓心方向的合力；（4）列提供的向心力等于所需向心力的等式：求解。4.【小試身手】如圖所示，是雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中男運(yùn)動(dòng)員拉著女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面．若女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和豎直方向的夾角為θ,女運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中女運(yùn)動(dòng)員的重心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,(忽略女運(yùn)動(dòng)員與冰面的摩擦力)問(wèn)：當(dāng)兩人轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大時(shí)女運(yùn)動(dòng)員與冰面無(wú)擠壓？此時(shí)男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力大??？T2T解：由題意分析可知T2TT1GT1G六、【作業(yè)】1.書(shū)本79頁(yè)：第3、4題2.配套練習(xí)七、【板書(shū)】第三節(jié)向心力的實(shí)例分析汽車(chē)轉(zhuǎn)彎：水平路面安全速度：傾斜