魯科版必修2 向心力的實(shí)例分析 第1課時(shí) 教案.doc

課 題向心力的實(shí)例分析教師教 學(xué) 目 標(biāo)知識(shí)與技能 1知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力會(huì)在具體問題中分析向心力的來源 2能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)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(yùn)動(dòng)，會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度過程與方法 通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生分析和解決問題的能力情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1通過對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，使學(xué)生理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題 2養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 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(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題教學(xué)難點(diǎn) 1具體問題中向心力的來源 2關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析 3對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí)教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)備 多媒體課件 教 學(xué) 活 動(dòng)情景導(dǎo)入 投影視頻 師：請(qǐng)同學(xué)們觀看生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)以及賽車在經(jīng)過彎道時(shí)畫面，讓大家思考我們?nèi)绾尾拍苁官愜囋趶澋郎喜粶p速通過？ 課件展示自行車賽中賽場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)員的特點(diǎn)。 學(xué)生分組討論以上問題。 新課教學(xué) 一、鐵路的彎道 師：(多媒體課件)展示觀察鐵軌和火車車輪的形狀。 學(xué)生討論探究：火車轉(zhuǎn)彎的特點(diǎn)并進(jìn)行受力分析確定向心力。指出此情況下的缺點(diǎn)。 師：(設(shè)疑引申)那么應(yīng)該如何解決這一實(shí)際問題?結(jié)合學(xué)過的知識(shí)加以討論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明 交流與討論 學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解 師：剛才同學(xué)們交流和討論得非常熱烈、充分，方案設(shè)計(jì)得也很好，下面我們擇其一的示意圖來共同分析、說明 讓學(xué)生代表畫受力圖，進(jìn)行定性分析；課件展示： 火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對(duì)內(nèi)外軌都無擠壓，這樣就達(dá)到了保護(hù)鐵軌的目的 強(qiáng)調(diào)說明：向心力是水平的 師：請(qǐng)同學(xué)們運(yùn)用剛才的分析進(jìn)一步討論：實(shí)際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制? 二、拱形橋 師生互動(dòng) 播放錄像，交通工具(自行車、汽車等)過拱形橋 投影問題情境：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為r，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力 師：通過分析，你可以得出什么結(jié)論? 學(xué)生在練習(xí)本上獨(dú)立畫出汽車的受力圖，推導(dǎo)出汽車對(duì)橋面的壓力學(xué)生代表發(fā)言 投影學(xué)生推導(dǎo)過程，聽取學(xué)生見解，點(diǎn)評(píng)、總結(jié) 生：在最高點(diǎn)，對(duì)汽車進(jìn)行受力分析，確定向心力的來源；由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力：由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力fn=gmv2/r 可見，汽車對(duì)橋的壓力fn小于汽車的重力g，并且壓力隨汽車速度的增大而減小 師：請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步考慮當(dāng)汽車對(duì)橋的壓力剛好減為零時(shí)，汽車的速度有多大當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?生：把 fn=0代人上式可得，此時(shí)汽車的速度為，當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí)，就會(huì)發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象這種現(xiàn)象我們?cè)陔娪袄锟吹竭^ 師：好，下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大些還是小些 生：通過對(duì)汽車進(jìn)行受力分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大 師：剛才同學(xué)們分析了汽車在拱形橋最高點(diǎn)的情形，如果汽車不在拱形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)，前面的結(jié)論還是否能用?如果不能直接運(yùn)用，又如何來研究這一問題呢? 生：前面的結(jié)論能直接運(yùn)用，不過此時(shí)物體的向心加速度不等于物體的實(shí)際加速度，即要用上一節(jié)研究變速圓周運(yùn)動(dòng)的方法來處理 師：好這說明我們很多同學(xué)分析和處理物理問題的能力有了較大的提高，希望同學(xué)們繼續(xù)努力，爭(zhēng)取有更大進(jìn)步 點(diǎn)評(píng)：通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生分析和解決問題的能力三、航天器中的失重現(xiàn)象（知識(shí)的延伸） 師：從剛才研究的可以看出，當(dāng)汽車通過拱形橋凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，如果車速達(dá)到一定大小，則可使汽車對(duì)橋面的壓力為零如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”，則情形如何呢?會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況；速度達(dá)到一定程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是零?這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少?他這時(shí)可能有什么感覺? 學(xué)生獨(dú)立分析以上提出的問題，并在練習(xí)本上畫出受力分析圖，嘗試解答 投影學(xué)生推導(dǎo)過程，引導(dǎo)學(xué)生間交流、討論 師：剛才同學(xué)們交流、討論的問題即為課本上面的“思考與討論”，該“思考與討論”中描述的情景其實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，不過不是在汽車上，而是在航天飛機(jī)中 假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為m，它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑近似等于地球半徑r，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們?cè)诘孛嫔系闹亓υ嚽笞搶?duì)宇航員的支持力此時(shí)飛船的速度多大?通過求解你可以得出什么結(jié)論? 生：通過整體法對(duì)宇宙飛船受力分析，并運(yùn)用牛頓第二定律可解得：宇宙飛船的速度為，再對(duì)宇航員進(jìn)行分析可得此時(shí)座椅對(duì)宇航員的支持力為零即航天員處于失重狀態(tài) 點(diǎn)評(píng)：通過實(shí)例分析，讓學(xué)生了解到航天器中的失重現(xiàn)象學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣 四、實(shí)例探究豎直面內(nèi)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的兩種模型： 輕繩和輕桿模型。 課堂訓(xùn)練一根長(zhǎng)l0.625 m的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量m=0.4 kg的小球，使其在豎直平面內(nèi)繞繩的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，求： (1)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度； (2)若小球以速度v=3.0ms通過圓周最高點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力多大?若此時(shí)繩突然斷了，小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)?小結(jié) 師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)本節(jié)內(nèi)容的理解，在筆記本上將本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié) 學(xué)生認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己對(duì)這節(jié)課的體會(huì)寫下來 點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力教師要放開讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架作 業(yè)布置作業(yè)1、完成本節(jié)課后的題目2、親身體會(huì)迷你實(shí)驗(yàn)。板 書 設(shè) 計(jì)向心力的實(shí)例分析一、向心力的實(shí)例分析（一）鐵