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2019-2020年高中物理必修二:第五章曲線運動 第7節生活中的圓周運動教案

'2019-2020年高中物理必修二:第五章曲線運動 第7節生活中的圓周運動教案'
?2019-2020年高中物理必修二:第五章曲線運動 第7節生活中的圓周運動教案教學目標知識與技能1.知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產生向心加速度,它就是圓周運動的物體所受的向心力,會在具體問題中分析向心力的來源.2.能運用勻速圓周運動規律分析和處理生產和生活中具體實例.3.知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動,會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度.過程與方法通過對勻速圓周運動的實例分析,滲透理論聯系實際的觀點,提高學生的分析和解決問題的能力. 通過勻速圓周運動的規律也可以在變速圓周運動中使用,滲透特殊性和一般性之間的辯證關系,提高學生的分析能力.情感態度與價值觀培養學生的應用實踐能力和思維創新意識;運用生活中的幾個事例,激發學生的學習興趣、求知欲和探索動機;通過對實例的分析,建立具體問題具體分析的科學觀念.教材分析重點1.理解向心力是一種效果力. 2.在具體問題中能找到向心力,并結合牛頓運動定律求解有關問題.難點1.具體問題中向心力的來源.2.關于對臨界問題的討論和分析.3.對變速圓周運動的理解和處理.教學方法講授法 分析歸納法 推理法 分層教學法學法指導1.通過對勻速圓周運動的實例分析,滲透理論聯系實際的觀點,提高學生的分析和解決問題的能力.2.通過勻速圓周運動的規律也可以在變速圓周運動中使用,滲透特殊性和一般性之間的辯證關系,提高學生的分析能力.教學準備投影儀 CAI課件教學反思這只是課前的教學設計,在課堂教學中根據教學實際情況隨時進行調整。備 注教學過程教 師 活 動學 生 活 動設計意圖復習:一般曲線運動問題的處理方法情景導入 賽車在經過彎道時都會減速,如果不減速賽車就會出現側滑,從而引發事故. 課件展示自行車賽中自行車在通過彎道時的情景. 根據展示可以看出自行車在通過彎道時都是向內側傾斜,這樣的目的是什么?賽場有什么特點?下面大家考慮一下,火車在通過彎道時也不減速,那么我們如何來保證火車的安全呢?推進新課一、鐵路的彎道 課件展示觀察鐵軌和火車車輪的形狀. 討論與探究 火車轉彎特點:火車轉彎是一段圓周運動,圓周軌道為彎道所在的水平軌道平面. 受力分析,確定向心力(向心力由鐵軌和車輪輪緣的相互擠壓作用產生的彈力提供).缺點:向心力由鐵軌和車輪輪緣的相互擠壓作用產生的彈力提供,由于火車質量大,速度快,由公式abcd學生討論結論:賽車和自行車都在做圓周運動,都需要一個向心力.而向心力是車輪與地面的摩擦力提供的,由于摩擦力的大小是有限的,當賽車與地面的摩擦力不足以提供向心力時賽車就會發生側滑,發生事故.因此賽車在經過彎道時要減速行駛.而自行車在經過彎道時自行車手會將身體向內側傾斜,這樣身體的重力就會產生一個向里的分力和地面的摩擦力一起提供自行車所需的向心力,因此自行車手在經過彎道時沒有減速.同樣道理摩托車賽中摩托車在經過彎道時也不減速,而是通過傾斜摩托車來達到同樣的目的.檢查先學環節任務的完成情況。教學過程教 師 活 動學 生 活 動設計意圖F向=mv2/r,向心力很大,對火車和鐵軌損害很大.問題:如何解決這個問題呢?(聯系自行車通過彎道的情況考慮) -省略部分-悅,提高學生學習物理的興趣。教學過程教 師 活 動學 生 活 動設計意圖說一說 汽車不在拱形橋的最高點或最低點時,它的運動能用上面的方法求解嗎? 汽車受到重力和垂直于支持面的支持力,將重力分解為平行于支持面和垂直于支持面的兩個分力,這樣,在垂直于支持面的方向上重力的分力和支持力的合力提供向心力.三、航天器中的失重現象 引導學生閱讀教材“思考與討論”中提出的問題情境,用學過的知識加以分析,發表自己的見解.上面“思考與討論”中描述的情景其實已經實現,不過不是在汽車上,而是在航天飛行中.假設宇宙飛船質量為M,它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動,其軌道半徑近似等于地球半徑R,航天員質量為m,宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面的重力.試求座艙對宇航員的支持力.此時飛船的速度多大?解得橋面的支持力大小為N2=mg=(2 000×10-2 000×)N=1.78×104 N根據牛頓第三定律,汽車在橋的頂點時對橋面壓力的大小為1.78×104 N.(3)設汽車速度為vm時,通過凸形橋面頂點時對橋面壓力為零.根據牛頓第三定律,這時橋面對汽車的支持力也為零,汽車在豎直方向只受到重力G作用,重力G=mg就是汽車駛過橋頂點時的向心力,即F向=mg,由向心力公式有mg=得:vm=m/s=30 m/s汽車以30 m/s的速度通過橋面頂點時,對橋面剛好沒有壓力.學生:推導并得出結論—1.一輛卡車在丘陵地勻速行駛,地形如圖所示,由于輪胎太舊,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段應是( ) A. a處 B.b處 C. c處  D. d處學生通過自主、合作、探究的方式對一些針對性問題的思考訓練,培養學生的思維和能力,通過展示和評價,讓學生體驗到成功的喜悅,提高學生學習物理的興趣。教學過程教 師 活 動學 生 活 動設計意圖通過求解,你可以得出什么結論? 其實在任何關閉了發動機,又不受阻力的飛行器中,都是一個完全失重的環境.其中所有的物體都處于完全失重狀態.課堂小結本節課中需要我們掌握的關鍵是:一個要從力的方面認真分析,搞清誰來提供物體做圓周運動所需的向心力,能提供多大的向心力,是否可以變化;另一個方面從運動的物理量本身去認真分析,看看物體做這樣的圓周運動究竟需要多大的向心力.如果供需雙方正好相等,則物體將做穩定的圓周運動;布置作業 教材“問題與練習”第1、2、3、4題.板書設計8.生活中的圓周運動一、鐵路的彎道1.軌道水平:外軌對車的彈力提供向心力軌道斜面:內外軌無彈力時重力和支持力的合力提供向心力二、拱形橋拱形橋:FN=G-m凹形橋:FN=G+m三、航天器的失重現象如圖所示,質量m=2.0×104kg的汽車以不變的速度先后駛過凹形橋面和凸形橋面,兩橋面的圓弧半徑均為20m。由于輪胎太舊,如果受到超過3×105N的壓力時就會出現爆胎,則:(1)汽車在行駛過程中,在哪個位置最可能出現爆胎?(2)為了使汽車安全過橋,汽車允許的最大速度是多少?(3)若以(2)中所求得速度行駛,汽車對橋面的最小壓力是多少練習:質量為25kg的小孩坐在秋千板上,小孩離系繩的橫梁2.5m。如果秋千板擺到最低點時,小孩運動速度的大小是5m/s,她對秋千板的壓力是多大?應用學到的知識來解決實際問題,通過練習掌握公式的應用及理解公式各物理量的含義。
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