離心現(xiàn)象教學(xué)設(shè)計(jì)

離心現(xiàn)象【授課目的】一、知識(shí)與技術(shù)1.知道若是一個(gè)力或兒個(gè)力的合力的收效是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體的向心力。會(huì)在詳盡問(wèn)題中解析向心力的本源。2.引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律和有關(guān)向心力知識(shí)解析實(shí)例，使學(xué)生深刻理解向心基礎(chǔ)知識(shí)。

所受力的熟練掌握應(yīng)用向心力知識(shí)解析兩類(lèi)圓周運(yùn)動(dòng)模型的步驟和方法。知道物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件。認(rèn)識(shí)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防范。二、過(guò)程與方法1.經(jīng)過(guò)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例解析，浸透理論聯(lián)系實(shí)質(zhì)的見(jiàn)解，提高學(xué)生的解析決問(wèn)題的能力。2.經(jīng)過(guò)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也能夠在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用，浸透特別性和一般間的辨證關(guān)系，提高學(xué)生的解析能力。3.運(yùn)用啟示式問(wèn)題研究授課方法，激發(fā)學(xué)生的求知欲和研究動(dòng)機(jī)；鍛煉學(xué)生觀察、析、抽象、建模的解決實(shí)責(zé)問(wèn)題的方法和能力。

和解性之分三、感情、態(tài)度與價(jià)值觀1.經(jīng)過(guò)對(duì)兒個(gè)實(shí)例的解析，使學(xué)生明確詳盡問(wèn)題必定詳盡解析。2.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心周?chē)挛锏牧?xí)慣。3.培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)研究精神、應(yīng)用實(shí)踐能力和思想創(chuàng)新意識(shí)。4.經(jīng)過(guò)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防范的實(shí)例解析，使學(xué)生理解事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的見(jiàn)解來(lái)對(duì)待問(wèn)題?！臼谡n重點(diǎn)】1.理解做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體碰到的向心力是由某兒個(gè)力的合力供應(yīng)的，而不是一種特其他力；找出向心力的本源，理解并掌握在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合外力供應(yīng)向心力。能用向心力公式解決有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)責(zé)問(wèn)題。物體做離心運(yùn)動(dòng)所滿(mǎn)足的條件。對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解及其實(shí)例解析?！臼谡n難點(diǎn)】火車(chē)在傾斜彎道上轉(zhuǎn)彎的圓周運(yùn)動(dòng)模型的建立；臨界問(wèn)題中臨界條件的確定。9/9【授課過(guò)程】一、復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入復(fù)習(xí)關(guān)于向心力的本源向心力是按收效命名的力；2.任何一個(gè)力或兒個(gè)力的合力只要它的作用收效是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所受的向心力；3.不能夠認(rèn)為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體除了碰到物體的作用力以外，還要其他碰到向心力作用。二、新課授課-）車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力汽車(chē)在水平路面轉(zhuǎn)彎模擬在水平路面上勻速行駛的汽車(chē)，提出問(wèn)題：1）2）

汽車(chē)受兒個(gè)力作用？這兒個(gè)力的關(guān)系如何？（學(xué)生觀察，畫(huà)受力解析表示圖）師生互動(dòng)：汽車(chē)受重力、支持力、牽引力及摩擦力，其合力為零。過(guò)渡：那汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)狀況會(huì)有何不同樣呢？模擬平彎軌道汽車(chē)轉(zhuǎn)彎狀況，提出問(wèn)題：1）2）

轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同樣？當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，它在水平方向做圓周運(yùn)動(dòng)。是什么力供應(yīng)汽車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力呢？師生互動(dòng)：解析向心力的本源（運(yùn)用模型說(shuō)明）1）向心力本源：靜摩擦力⑵向心力方程：f=⑶最大速度：-盾受最大靜摩擦力的限制?；疖?chē)轉(zhuǎn)彎模擬在平直軌道上勻速行駛的火車(chē)，提出問(wèn)題：1）火車(chē)受兒個(gè)力作用？2）這兒個(gè)力的關(guān)系如何？9/9（學(xué)生觀察，畫(huà)受力解析表示圖）師生互動(dòng)：火車(chē)受重力、支持力、牽引力及摩擦力，其合力為零。過(guò)渡：那火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)狀況會(huì)有何不同樣呢？模擬平彎軌道火車(chē)轉(zhuǎn)彎狀況，提出問(wèn)題：1）轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同樣？（2）當(dāng)火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，它在水平方向做圓周運(yùn)動(dòng)。是什么力供應(yīng)火車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力呢？師生互動(dòng)：解析內(nèi)外軌等高時(shí)向心力的本源（運(yùn)用模型說(shuō)明）1）2）

此時(shí)火車(chē)車(chē)輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。外軌對(duì)輪緣的彈力供應(yīng)向心力。3）由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車(chē)質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損害鐵軌。師設(shè)疑：那么應(yīng)該如何解決這個(gè)問(wèn)題？學(xué)生活動(dòng)：發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)設(shè)訃方案。提示：（1）設(shè)計(jì)方案目的是為了減少?gòu)椓Γ?）播放視頻一一火車(chē)轉(zhuǎn)彎學(xué)生提出方案：火車(chē)外軌比內(nèi)軌高，使鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力不再是豎直向上。此時(shí)，支持力與重力不再平衡，他們的合力指向“圓心”，供應(yīng)向心力，從而減少輪緣和鐵軌之間的擠壓。學(xué)生談?wù)摚菏裁礌顩r下能夠完好使輪緣和鐵軌之間的擠壓消失呢？學(xué)生歸納：轉(zhuǎn)彎處要選擇內(nèi)外軌合適的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力完好由重力G和支持力FN來(lái)供應(yīng)，這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。師生互動(dòng)：老師邊畫(huà)圖邊講解做定量解析并歸納總結(jié)（過(guò)程略）假設(shè)彎道的傾角為&,則F=mgtanO,依照向心力的公式可得：v=Vgrtan^?能夠看出，經(jīng)過(guò)彎道時(shí)的限制速度的大小取決于彎道半徑和傾角。師生互動(dòng)：自行研究飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力。（二）豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)解析1.汽車(chē)過(guò)拱橋問(wèn)題：質(zhì)量為m的汽車(chē)在拱橋上以速度v前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為r,求汽車(chē)經(jīng)過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力。9/9解析：選汽車(chē)為研究對(duì)象，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行受力解析：汽車(chē)在豎直方向碰到重力G和橋?qū)?chē)的支持力Fi作用，這兩個(gè)力的合力供應(yīng)向心力、且向心力方向向下建立關(guān)系式：g==m學(xué)，則&=G-m?乂因支持力與汽車(chē)對(duì)橋的壓力是一對(duì)作用力與反作用力，因此Fli；=G-m^o1）當(dāng)u=“F時(shí)，F(xiàn)=0o（2）當(dāng)0WuV妙時(shí)，0<F<mgo3）當(dāng)V〉莎時(shí)，汽車(chē)將走開(kāi)橋面，發(fā)生危險(xiǎn)。小結(jié)：上述過(guò)程中汽車(chē)誠(chéng)然不是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但我們依舊使用了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的公式。原因是向心力和向心加速度的關(guān)系是一種瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即即是變速圓周運(yùn)動(dòng),在某一瞬時(shí)，牛頓笫二定律同樣建立，因此，向心力公式依舊適用。2.水流星教師演示“水流星”提出問(wèn)題：1）最高點(diǎn)水的受力狀況？向心力是什么？2）最低點(diǎn)水的受力狀況？向心力是什么？3）：速度最小是多少時(shí)才能保證水不流出？學(xué)生談?wù)摚鹤罡唿c(diǎn)、最低點(diǎn)整體的受力狀況。師生互動(dòng)：在豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件：（1）用繩系水桶沿圓周運(yùn)動(dòng)，桶內(nèi)的水恰能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，滿(mǎn)足彈力F=0,重力供應(yīng)向心力：得臨界速度vo=7萬(wàn)。當(dāng)水桶速度vNvo時(shí)才能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)。2）若是是用桿固定小球使球繞桿另一端做圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)，山于所受重力能夠由桿給它的向上的支持力平衡，由=得臨界速度vo=O。當(dāng)小球速度v±O時(shí)，即可經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)。9/9（3）小球在圓軌道外側(cè)經(jīng)最高點(diǎn)時(shí),/ng-F=7“?,當(dāng)F=O時(shí)得臨界速度vo=J歷。當(dāng)小球速度vWvo時(shí)才能沿圓軌道外側(cè)經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)。（三）生活中的離心運(yùn)動(dòng)1.離心現(xiàn)象做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，山于自己的慣性，總有沿著圓周切線(xiàn)方向飛去的傾向，它之因此沒(méi)有飛去是由于向心力連續(xù)地把物體拉到圓周上來(lái)，使物體同圓心的距離保持不變。一旦向心力突然消失，物體就沿切線(xiàn)方向飛去，離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)。如用細(xì)繩拉著在圓滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，若是細(xì)繩突然斷了，小球就沿切線(xiàn)方向飛去；用旋轉(zhuǎn)的砂輪磨制刀具時(shí)，原來(lái)做勻速圓周的砂輪微粒磨落后將沿切線(xiàn)飛去。顯現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的砂輪磨制刀具除了向心力突然消失外，在合外力F不足以供應(yīng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí),物體將偏離原來(lái)運(yùn)動(dòng)的圓軌道。當(dāng)F<nuco2時(shí)，物體將沿切線(xiàn)和圓周之間的某條曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)，以下列圖，如在旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上滴兒滴墨水，平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)較慢時(shí)，墨水能隨轉(zhuǎn)臺(tái)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)平臺(tái)達(dá)到必然的轉(zhuǎn)速時(shí)，墨水滴將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。2.離心運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失也許不足以供應(yīng)圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的狀況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。1）離心運(yùn)動(dòng)的條件：當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力突然消失，物體便沿所在地址的切線(xiàn)方向飛出。當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力不完好消失，而可是小于所需要的向心力時(shí)，物體將沿切線(xiàn)和圓周之間的一條曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離圓心而去。2）離心現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)一一物體慣性的表現(xiàn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，山于自己有慣性，總是想沿著切線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)?？墒巧接谙蛐牧ψ饔?，使它不能夠沿切線(xiàn)方向飛出，而被限制著沿圓周運(yùn)動(dòng)。若是供應(yīng)向心力的合外力突然消失，物體山于自己的慣性，將沿著切線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)，這也是牛頓笫必然律的必然結(jié)果。若是提供向心力的合外力減小，使它不足以將物體限制在圓周上，物體將做半徑變大的圓周運(yùn)動(dòng)。9/9此時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，但“遠(yuǎn)離”不能夠理解為“背叛”。做離心運(yùn)動(dòng)的物體其實(shí)不是沿半徑方向飛出，而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大。離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防范1）離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用①離心干燥器演示：把一塊濕布放在離心干燥器的金屬網(wǎng)籠里，網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體的附著力F足以供應(yīng)所需的向心力，使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，附著力F不足以供應(yīng)所需的向心力，水滴就做離心運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。②離心積淀器試管里的懸濁液積淀較慢，為了加速積淀，也可把試管裝入離心計(jì)，利用離心運(yùn)動(dòng)的原理使其中的不溶微粒加速積淀。小朋友都愛(ài)吃的“棉花糖”，它的制作方法也應(yīng)用了離心運(yùn)動(dòng)的原理。③洗衣機(jī)的脫水筒④用離心計(jì)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)體溫計(jì)盛水銀的玻璃泡上方有一段特別細(xì)的縮口，測(cè)定體溫后，升到縮口上方的水銀柱因受縮口的阻力不能夠自動(dòng)縮回玻璃泡內(nèi)，在醫(yī)院里將好多用過(guò)的體溫計(jì)裝入水袋內(nèi)放在離心機(jī)上，轉(zhuǎn)動(dòng)離心計(jì)，可把水銀柱甩回到玻璃泡內(nèi)。當(dāng)離心計(jì)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，縮口的阻力F足以供應(yīng)所需的向心力，縮口上方的水銀柱做圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)離心計(jì)轉(zhuǎn)得很快時(shí)，阻力F不足以挺供所需的向心力，水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而回到玻璃泡內(nèi)。在平常生活中我們平常是用手將體溫計(jì)中的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)的。2）離心運(yùn)動(dòng)的防范①車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)要限速在水平路面上行駛的汽車(chē)，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力本源于靜摩擦力。若是轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需的向心力F大于最大靜摩擦力Fmm汽車(chē)將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此，在轉(zhuǎn)彎處，車(chē)輛行駛不同樣意高出規(guī)定的速率。9/9②轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪和飛輪要限速高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪和飛輪等，都不得高出贊同的最大轉(zhuǎn)速，若是轉(zhuǎn)速過(guò)高，砂輪和飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以供應(yīng)所需的向心力時(shí)，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，棋至釀成事故。離心現(xiàn)象有時(shí)會(huì)造成危害，需要防范。比方汽車(chē)、火車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)若速度高出贊同范用，就會(huì)因離心現(xiàn)象而造成嚴(yán)重交通事故。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪，若轉(zhuǎn)速過(guò)大，使組成砂輪的砂粒間的作用力不足以供應(yīng)其所需的向心力，就會(huì)引起砂輪某些組成部分的離心現(xiàn)象而造成事故?！纠喂叹毩?xí)】1.在水平路面上牢固轉(zhuǎn)彎的汽車(chē)，向心力是（）水平面對(duì)汽車(chē)的靜摩擦力水平面對(duì)汽車(chē)的滑動(dòng)摩擦力汽車(chē)碰到的重力和水平面對(duì)汽車(chē)的支持力的合力汽車(chē)碰到的重力、水平面對(duì)汽車(chē)的支持力和汽車(chē)的牽引力的合力2.火車(chē)在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，若轉(zhuǎn)彎處內(nèi)、外軌道同樣高，則火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)（）對(duì)外軌產(chǎn)生向外的擠壓作用對(duì)內(nèi)軌產(chǎn)生向外的擠壓作用對(duì)外軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用對(duì)內(nèi)軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用3.已知質(zhì)量為的汽車(chē)，輪胎與地面間的最大靜摩擦力為7000N,水平公路轉(zhuǎn)彎處的半徑為28m,g取10m/s2,則汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的最大速度為多少？以下列圖，圓滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若小球運(yùn)下當(dāng)列物關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)小法球正將確沿的軌是跡（Pcba）它將A.若拉B.C.D.5.A?B.

若拉若拉若拉做勻動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)狀況的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）運(yùn)動(dòng)9/9?做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的所有力都突然消失時(shí)它將沿切線(xiàn)做直線(xiàn)運(yùn)?做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的所有力都消失時(shí)，它將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)6?以下列圖，小球從“離心軌道”上滑下，若小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始走開(kāi)圓環(huán)，則小球?qū)⒆觯ǎ┳杂陕潴w運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)斜上拋運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng)7.在人們經(jīng)常有到的以下現(xiàn)象中，不屬于離心現(xiàn)象的是（）A?舞蹈演員在表演旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，裙子會(huì)張開(kāi)B.在雨中轉(zhuǎn)動(dòng)一下傘柄，傘面上的雨水會(huì)很快地沿傘面運(yùn)動(dòng)，到達(dá)邊緣后雨水將沿切線(xiàn)方向飛出C?滿(mǎn)載黃砂或石子的卡車(chē)，在急轉(zhuǎn)彎時(shí)，部分黃砂或石子會(huì)被甩出守門(mén)員把足球踢出后，球在空中沿著弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)8.以下哪些現(xiàn)象是為了防范物體產(chǎn)生離心現(xiàn)象的：①汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)要限制速度②轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑不能夠做得太大③在修筑鐵路時(shí)，轉(zhuǎn)彎處軌道的內(nèi)軌要低于外軌④離心水泵工作時(shí)（）A.①②③B.②③?C.?@?D.?@?9?物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡（）A.必然是直線(xiàn)B.—C?可能是直線(xiàn)，也可能是曲線(xiàn)