統(tǒng)編魯科版高中必修第二冊物理《第3節(jié)離心現(xiàn)象》集體備課教案教學(xué)設(shè)計(jì)x-高中物理教案

第三章圓周運(yùn)動(dòng)第3節(jié)離心現(xiàn)象本節(jié)是圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課，內(nèi)容豐富。教材中的每個(gè)例子的選擇都各有特點(diǎn)，很有代表性：鐵路的彎道時(shí)分析水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；拱形橋和凹形橋是分析豎直面上的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)；航天器中的失重現(xiàn)象研究失重問題；離心運(yùn)動(dòng)則研究向心力不足時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)趨勢。討論教材中的這幾個(gè)實(shí)例，要抓住先分析物體所受的力，然后列出方程，解方程。【物理觀念】知道離心現(xiàn)象的產(chǎn)生及離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用，會(huì)分析水平和豎直面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題?！究茖W(xué)思維】能分析小球通過豎直圓環(huán)最高點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)的向心力，知道小球能通過最高點(diǎn)的條件。【科學(xué)探究】會(huì)通過實(shí)例分析離心運(yùn)動(dòng)的條件，以及離心運(yùn)動(dòng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！究茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任】認(rèn)識(shí)到生活中的物理問題可以用所學(xué)知識(shí)解決，科學(xué)與生活緊密聯(lián)系，且對社會(huì)的發(fā)展有很深的影響。【教學(xué)重點(diǎn)】離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因以及離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】向心力的實(shí)例分析?！緦?dǎo)入新課】思考：為什么在拐彎處容易發(fā)生事故？應(yīng)該如何避免這種事件的發(fā)生？【新課講授】車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力1、汽車轉(zhuǎn)彎思考：汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時(shí)是什么力提供向心力的呢?汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎所需要的向心力來源:汽車側(cè)向所受的靜摩擦力。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的半徑一定時(shí),汽車的速度v越大,所需的向心力也越大,靜摩擦力也越大，汽車做圓周運(yùn)動(dòng)。---------------供=需，汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)所需要的向心力大于所提供的向心力（即最大靜摩擦力）時(shí)，汽車將發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。---------供〈需，汽車發(fā)生側(cè)滑?！举惖赖脑O(shè)計(jì)】2、火車轉(zhuǎn)彎思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是在做圓周運(yùn)動(dòng)，什么力提供向心力？（1）內(nèi)外軌道一樣高火車水平轉(zhuǎn)彎時(shí)情況分析：由外側(cè)軌道對車輪輪緣的擠壓力F提供向心力FnF=思考：靠這種辦法得到的向心力缺點(diǎn)是什么？如何解決這一實(shí)際問題？（2）外軌高于內(nèi)軌軌道對輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？（θ很小時(shí),sinθ≈tanθ）思考：若火車的速度大于或小于這個(gè)值時(shí)，軌道對輪緣有擠壓嗎？當(dāng)時(shí)，輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力，外軌易損壞。當(dāng)時(shí)，輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力，內(nèi)軌易損壞。二、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)分析思考：為什么橋的外形都是凸起的而沒有凹陷的？這樣的設(shè)計(jì)跟向心力又有怎么樣的關(guān)系呢？1.求汽車以速度v過半徑為r的拱橋最高點(diǎn)時(shí)對拱橋的壓力？【解】G和FN的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：（FN＜mg，失重狀態(tài)）可見汽車的速度越大對橋的壓力越小。當(dāng)v=gr思考：當(dāng)ｖ大于ｖ臨界時(shí)，汽車做什么運(yùn)動(dòng)？----------汽車脫離橋面，做平拋運(yùn)動(dòng)。2.求汽車過凹形路段最低點(diǎn)時(shí)對路面的壓力？【解】G和FN的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：(超重狀態(tài))可見汽車的速度V越大，對橋的壓力越大。思考：若汽車通過凹橋的速度增大，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（速度越大，壓力越大，可能會(huì)爆胎）思考:過山車為什么在最高點(diǎn)也不會(huì)掉下來?eq\o\ac(○,1)繩和內(nèi)軌模型物做近心運(yùn)動(dòng)小結(jié)：軌道提供支持力,繩子提供拉力。②桿兒和雙軌模型能過最高點(diǎn)的臨界條件:當(dāng)速度v>時(shí),桿對小球是拉力;當(dāng)速度v<時(shí),桿對小球是支持力;當(dāng)速度v=時(shí),桿對小球無作用力。FN=0小結(jié)：桿既可以提供拉力,也可以提供支持力。三、生活中的離心運(yùn)動(dòng)向心力的“供求”關(guān)系——所需向心力與提供向心力；F合=mω2r，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)思考：如果所需向心力與提供向心力大小不相等時(shí)物體將如何運(yùn)動(dòng)？1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，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)。2、條件：0≤F合＜mω2r供〈需3、離心現(xiàn)象的應(yīng)用：離心甩干離心拋擲離心脫水離心分離4、離心運(yùn)動(dòng)的防止在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大，所需向心力Fn大于最大靜摩擦力Fmax（Fmax不足以提供向心力），汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故.因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等，都不得超過允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過高時(shí)，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以提供所需向心力，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，釀成事故。四、課堂小結(jié)一.車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力1.向心力的來源:外軌高于內(nèi)軌時(shí),重力