2024-2025學(xué)年高中物理第五章曲線運(yùn)動(dòng)7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)3教案新人教版必修2

PAGE1-生活中的圓周運(yùn)動(dòng)一、課程標(biāo)準(zhǔn)的要求

能用牛頓其次定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

二、教學(xué)目標(biāo)分析

（一）學(xué)問(wèn)目標(biāo)：

1．進(jìn)一步加深對(duì)向心力的相識(shí)，會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源。

2．培育學(xué)生獨(dú)立視察、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)力，提高學(xué)生概括總結(jié)學(xué)問(wèn)的實(shí)力。

（二）實(shí)力目標(biāo)：

1．學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)方法，會(huì)分析拱形橋、彎道等實(shí)際的例子，培育理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)力。

2．通過(guò)對(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的事例分析，駕馭用牛頓其次定律分析向心力的方法。

（三）情感、看法與價(jià)值觀目標(biāo)：

1．通過(guò)向心力在詳細(xì)問(wèn)題中的應(yīng)用，培育學(xué)生將物理學(xué)問(wèn)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。

2．體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的奧妙，培育學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)問(wèn)的求知欲。

四、教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：分析詳細(xì)問(wèn)題中向心力的來(lái)源。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生經(jīng)常誤認(rèn)為向心力是一種特別的力，是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的力，課本中明確指出這種看法是錯(cuò)誤的，以及如何正確相識(shí)向心力的來(lái)源，并且對(duì)向心力的來(lái)源分析地比較細(xì)致，因此教學(xué)中應(yīng)充分重視這一點(diǎn)。

教學(xué)難點(diǎn)：在詳細(xì)問(wèn)題中分析向心力來(lái)源，尤其是在火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題中。

突破方法：組織學(xué)生多探討，多做練習(xí)，對(duì)學(xué)生不太熟識(shí)的火車車輪結(jié)構(gòu)等問(wèn)題借助演示圖片加以說(shuō)明，使學(xué)生更易理解。

五、教學(xué)手段

多媒體：主要PowerPoint演示文稿以及圖片，并輔以視頻。

多媒體運(yùn)用說(shuō)明：多媒體作為教學(xué)協(xié)助手段，使空洞的語(yǔ)言描述得以形象直觀地呈現(xiàn)，增加學(xué)生的感性相識(shí)。六、教學(xué)過(guò)程

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)

入

新

課

（多媒體展示）

一、出示本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．鐵路的彎道2．拱形橋和凹形橋3.航天器中的失重現(xiàn)象4.離心運(yùn)動(dòng)通過(guò)老師提問(wèn)的方式，復(fù)習(xí)引入本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。

新

課

教

學(xué)

主

要

過(guò)

程、

新

課

教

學(xué)

主

要

過(guò)

程

（一）火車轉(zhuǎn)彎

觀看火車過(guò)彎道的影片和火車車輪的結(jié)構(gòu)的系列圖片，請(qǐng)學(xué)生留意視察鐵軌彎道的特點(diǎn)和火車車輪的特別結(jié)構(gòu)

問(wèn)題1：請(qǐng)依據(jù)你所了解的以及你剛才從圖片中視察到的狀況，說(shuō)一說(shuō)火車的車輪結(jié)構(gòu)如何？軌道結(jié)構(gòu)如何？

軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。

問(wèn)題2：假如內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合外力應(yīng)當(dāng)怎樣？須要的向心力有那些力供應(yīng)。

在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行弊端分析，提出下面的問(wèn)題

問(wèn)題3：火車的質(zhì)量很大，行駛的速度很大，如此長(zhǎng)時(shí)間后，對(duì)軌道和列車有什么影響？如何改進(jìn)才能夠使軌道和輪緣不簡(jiǎn)單損壞呢？

再次展示火車轉(zhuǎn)彎時(shí)候的圖片，提示學(xué)生視察軌道的狀況。

學(xué)生探討后總結(jié)：

1．假如在轉(zhuǎn)彎處使外軌道略高于內(nèi)軌道，火車受力不是豎直的，而是斜向軌道的內(nèi)側(cè)。它與重力的合力指向圓心，成為使火車轉(zhuǎn)彎的向心力。

2．假如依據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑R和火車行駛速度v適當(dāng)調(diào)整內(nèi)外軌道的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所須要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力供應(yīng)，這樣外軌道就不再受輪緣的擠壓了。

（多媒體展示火車轉(zhuǎn)彎的動(dòng)力學(xué)分析過(guò)程以及轉(zhuǎn)彎速度、內(nèi)外軌高度差、半徑的等量關(guān)系式）思維拓展極其應(yīng)用：

山區(qū)鐵路彎道過(guò)多，能否大面積提速？賽車影片中，若削減水平彎道事故，你怎樣設(shè)計(jì)彎道中的路面？你視察過(guò)高速路轉(zhuǎn)彎處路面的狀況嗎？點(diǎn)撥：高速路面上也是外高內(nèi)地，并且超車道比主車道更加傾斜。

拓展：自行車轉(zhuǎn)彎、賽車轉(zhuǎn)彎、小鳥(niǎo)轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)轉(zhuǎn)彎與此類似。（二）汽車過(guò)橋

實(shí)例分析展示圖片拱形橋凹形橋

以凸形橋?yàn)槔?/p>

通過(guò)提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。

問(wèn)題1：假如汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時(shí)，在豎直方向上受力如何？假如汽車在拱形橋頂點(diǎn)靜止時(shí)，橋面受到的壓力如何？

問(wèn)題2：假如汽車在拱形橋上，以某一速度v通過(guò)拱形橋的最高點(diǎn)的時(shí)候，橋面受到的壓力如何？

引導(dǎo)學(xué)生分析受力狀況，并逐步求得橋面所受壓力。

分析過(guò)程：

確定探討對(duì)象；

分析汽車的受力狀況；

找圓心；

確定F合即F向心力的方向；

依據(jù)牛頓其次定律列方程，得出結(jié)論。PPT展示解題過(guò)程

問(wèn)題3：依據(jù)上式，結(jié)合前面的問(wèn)題你能得出什么結(jié)論？

A．汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力mg；

B．汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋面的壓力越小。

問(wèn)題4：試分析假如汽車的速度不斷增大，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？

當(dāng)速度不斷增大的時(shí)候，壓力會(huì)不斷減小，當(dāng)達(dá)到時(shí)，汽車對(duì)橋面完全沒(méi)有壓力，汽車“飄離”橋面。

問(wèn)題5：假如汽車的速度更大呢？汽車會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)？（提示，此時(shí)汽車受力、速度、加速度如何）

汽車以大于或等于的速度駛過(guò)拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)，汽車與橋面的相互作用力為零，汽車只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽車將做平拋運(yùn)動(dòng)。

問(wèn)題6：假如是凹形橋，汽車行駛在最低點(diǎn)時(shí)，橋面受到的壓力如何？

（學(xué)生板演解題過(guò)程）

問(wèn)題7：前面我們?cè)?jīng)學(xué)習(xí)過(guò)超重和失重現(xiàn)象，那么試?yán)谩俺?、失重”的觀點(diǎn)定性分析汽車在拱形橋最高點(diǎn)，凹形橋的最低點(diǎn)分別處于哪種狀態(tài)？

強(qiáng)調(diào)：汽車做的不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)赃\(yùn)用了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的公式，緣由是向心力和向心加速度的公式對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用。

（三）課堂小結(jié)

請(qǐng)同學(xué)來(lái)完成，老師進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充

學(xué)生回答不完整時(shí)，老師剛好補(bǔ)充

（四）鞏固與拓展訓(xùn)練

兩道練習(xí)題見(jiàn)PPT

（小組探討）

地球可以看作一個(gè)巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛，不斷加速。請(qǐng)思索：會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的狀況。

速度大到肯定程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是0？此時(shí)汽車處于什么狀態(tài)？駕駛員與座椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間的壓力是多少？駕駛員此時(shí)可能有什么感覺(jué)？（五）航天器中的失重現(xiàn)象和離心運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生看教學(xué)視頻，觀賞專家講解，結(jié)束本節(jié)課。突破難點(diǎn)