生活中的圓周運動+教學設計 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

生活中的圓周運動一、教學目標1.物理觀念(1)會分析火車轉彎、汽車過拱形橋等實際運動問題中向心力的來源，能解決生活中的問題;

(2)了解離心運動及物體做離心運動的條件，知道離心運動的應用及危害。2.科學思維學會觀察和分析生活中有關物理知識的實例與實驗現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。3.科學探究通過實踐和探究，讓學生感覺科學就在身邊。培養(yǎng)學生對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理的精神，樹立正確的世界觀和唯物主義觀。4.科學態(tài)度與責任培養(yǎng)學生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂于探究的學習習慣，以及應用物理知識解決實際問題的能力。二、教學重難點教學重點：具體問題中向心力的來源。教學難點：具體問題中向心力的來源尤其是火車轉彎問題。三、教學分析本節(jié)是人民教育出版社物理必修第二冊第六章第四節(jié)，本節(jié)旨在通過豐富的實例，讓學生通過受力分析、運動分析建立圓周運動模型，再運用牛頓運動定律和圓周運動知識求解生活中的一些具體問題。教材選擇了與生活聯(lián)系緊密，學生易于觀察的火車轉彎、汽車過拱形橋和凹形橋等例子，另外，教材還分析了航天器中的完全失重狀態(tài)以及離心運動現(xiàn)象。既有水平面內的勻速圓周運動，又有豎直面內的勻速圓周運動，能吸引學生觀察和探究的濃厚興趣。從地上的圓周運動，到天上的圓周運動，即幫助學生感受物理規(guī)律的統(tǒng)一性，也為下一章做了鋪墊四、教學過程活動1【導入】教學活動引入新課教師活動:復習勻速圓周運動知識點(提問)描述勻速圓周運動快慢的各個物理量及其相互關系。勻速圓周運動的特征?合力就是向心力,產(chǎn)生向心加速度只改變物體速度的方向,方向始終指向圓心;

速度大小不變,方向時刻改變;加速度大小不變,方向時刻改變;大小:勻速圓周運動的物體力學特點合力是向心力,向心力是怎樣產(chǎn)生的?分析以下幾種情況的受力情況?；顒?【講授】講授教師用多媒體展示火車車輪和鐵軌的基本形狀.提問火車在轉彎時,若內外軌是相平的,火車做圓周運動的向心力從哪來?引導學生對火車受力分析,得到在水平面內做圓周運動,所需向心力是由鐵軌與車輪之間的擠壓力提供。教師用多媒體展示例題:例1、火車速度為108km/h,彎道的半徑R=900m,火車的質量m=8×105kg,轉彎時輪緣對軌道側向的彈力多大?通過例題的計算讓學生體會到這個是非常大的?；顒?【活動】火車轉彎讓學生觀看火車轉彎的視頻,思考討論火車轉彎時的運動平面在哪?然后然學生求出火車對內外軌道均無擠壓時速度大小?；顒?【活動】火車轉彎提出問題:若火車實際轉彎速度大于v,輪緣會與哪側軌道擠壓?若火車實際轉彎速度小于v,輪緣會與哪側軌道擠壓?先由學生討論再給結果?；顒?【活動】凹凸型橋從火車轉彎過渡到汽車轉彎,通過圖片展示進一步讓學生明白轉彎時的運動平面,同時通過問題:汽車在凹凸不平的路面上行駛,在什么位置更容易爆胎把學生引到豎直平面類的圓周上來。學生已經(jīng)預習,對教材上的內容已經(jīng)很熟悉,讓學生討論后請同學來解釋為什么在低洼處容易爆胎,實現(xiàn)模型的遷移應用。同時分析車在凹形橋的底端處于超重狀態(tài),在凸形橋的頂端處于失重狀態(tài)?；顒?【講授】太空失重分析車在凸形橋的頂端處于失重狀態(tài),當汽車行駛速度越大,汽車對橋面的壓力越小。壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。車會飛起來?，F(xiàn)在不斷把橋放大,想象成一個地球,凸面的半徑就是地球半徑r,車飛離地球,成為地球的一個航天器,進一步分析出坐在車里的人也處于完全失重狀態(tài)。再讓學生觀看視頻,了解繞地球做圓周運動的航天器中的完全失重?；顒?【講授】離心現(xiàn)象教師多媒體展示問題:汽車轉彎時如果速度太快,超過與地面的最大靜摩擦力,車會側翻,原因在哪?學生思考:由于靜摩擦力不能提供足夠的向心力,汽車就會側翻遠離圓心。教師總結:做勻速圓周運動的物體,在所受合力突然消失,或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下,就做逐漸遠離圓心的運動。這種運動叫做離心運動。教師用多媒體向學生展示日常生活中的各種離心現(xiàn)象,例如制作棉花糖等等。并讓學生總結出物體做圓周運動、離心運動、向心運動的條件。設計意圖:通過對離心現(xiàn)象的討論,使學生更加熟練圓周運動的研究方法,對向心力的認識更加清晰,也進一步開闊的學生的思維板書設計生活中的圓周運動火車轉彎重力G和支持力FN的合力來提供火車轉彎時所需的向心力。二、汽車過橋問題1.拱形橋：FN=mg-mv2/R<mg，失重2.凹形橋：FN=mg+mv2/R>mg，超重三