統(tǒng)編魯科版高中必修第二冊物理《第3節(jié)離心現象》集體備課教案教學設計x-高中物理教案

第三章圓周運動第3節(jié)離心現象本節(jié)是圓周運動的應用課，內容豐富。教材中的每個例子的選擇都各有特點，很有代表性：鐵路的彎道時分析水平面上的勻速圓周運動；拱形橋和凹形橋是分析豎直面上的非勻速圓周運動；航天器中的失重現象研究失重問題；離心運動則研究向心力不足時物體的運動趨勢。討論教材中的這幾個實例，要抓住先分析物體所受的力，然后列出方程，解方程?！疚锢碛^念】知道離心現象的產生及離心運動的應用，會分析水平和豎直面內的勻速圓周運動問題?！究茖W思維】能分析小球通過豎直圓環(huán)最高點和最高點時的向心力，知道小球能通過最高點的條件?！究茖W探究】會通過實例分析離心運動的條件，以及離心運動在生產生活中的應用?！究茖W態(tài)度與責任】認識到生活中的物理問題可以用所學知識解決，科學與生活緊密聯(lián)系，且對社會的發(fā)展有很深的影響?！窘虒W重點】離心現象產生的原因以及離心運動的應用。【教學難點】向心力的實例分析?！緦胄抡n】思考：為什么在拐彎處容易發(fā)生事故？應該如何避免這種事件的發(fā)生？【新課講授】車輛轉彎時所需的向心力1、汽車轉彎思考：汽車在水平地面上轉彎時是什么力提供向心力的呢?汽車在水平路面上轉彎所需要的向心力來源:汽車側向所受的靜摩擦力。當汽車轉彎的半徑一定時,汽車的速度v越大,所需的向心力也越大,靜摩擦力也越大，汽車做圓周運動。---------------供=需，汽車做勻速圓周運動。當所需要的向心力大于所提供的向心力（即最大靜摩擦力）時，汽車將發(fā)生側滑現象。---------供〈需，汽車發(fā)生側滑?！举惖赖脑O計】2、火車轉彎思考：火車轉彎時是在做圓周運動，什么力提供向心力？（1）內外軌道一樣高火車水平轉彎時情況分析：由外側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是什么？如何解決這一實際問題？（2）外軌高于內軌軌道對輪緣無擠壓，此時火車的速度為多大？（θ很小時,sinθ≈tanθ）思考：若火車的速度大于或小于這個值時，軌道對輪緣有擠壓嗎？當時，輪緣受到外軌向內的擠壓力，外軌易損壞。當時，輪緣受到內軌向外的擠壓力，內軌易損壞。二、豎直平面內的圓周運動分析思考：為什么橋的外形都是凸起的而沒有凹陷的？這樣的設計跟向心力又有怎么樣的關系呢？1.求汽車以速度v過半徑為r的拱橋最高點時對拱橋的壓力？【解】G和FN的合力提供汽車做圓周運動的向心力，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v=gr思考：當ｖ大于ｖ臨界時，汽車做什么運動？----------汽車脫離橋面，做平拋運動。2.求汽車過凹形路段最低點時對路面的壓力？【解】G和FN的合力提供汽車做圓周運動的向心力，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，會出現什么情況？（速度越大，壓力越大，可能會爆胎）思考:過山車為什么在最高點也不會掉下來?eq\o\ac(○,1)繩和內軌模型物做近心運動小結：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的臨界條件:當速度v>時,桿對小球是拉力;當速度v<時,桿對小球是支持力;當速度v=時,桿對小球無作用力。FN=0小結：桿既可以提供拉力,也可以提供支持力。三、生活中的離心運動向心力的“供求”關系——所需向心力與提供向心力；F合=mω2r，物體做勻速圓周運動思考：如果所需向心力與提供向心力大小不相等時物體將如何運動？1、定義：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時，做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動。2、條件：0≤F合＜mω2r供〈需3、離心現象的應用：離心甩干離心拋擲離心脫水離心分離4、離心運動的防止在水平公路上行駛的汽車，轉彎時所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉彎時速度過大，所需向心力Fn大于最大靜摩擦力Fmax（Fmax不足以提供向心力），汽車將做離心運動而造成交通事故.因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。高速轉動的砂輪、飛輪等，都不得超過允許的最大轉速。轉速過高時，砂輪、飛輪內部分子間的相互作用力不足以提供所需向心力，離心運動會使它們破裂，釀成事故。四、課堂小結一.車輛轉彎時所需的向心力1.向心力的來源:外軌高于內軌時,重力