生活中的圆周运动

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1、5.8生活中的圆周运动【教学目标】1.定性分析火车转弯外轨比内轨高的原因和汽车过拱形桥最高点与凹形桥最低点所受的压力．感受理论联系实际的乐趣，提高分析和解决问题的能力2.知道航天器中失重等现象及其本质3.知道离心运动及产生的条件，了解离心运动的应用和防止，学会一分为二的观点来看待问题【教学重难点】1.具体问题中分析向心力的来源，并结合牛顿定律求解有关问题2.关于对临界问题的讨论和分析．【课时安排】1课时【教学用具】多媒体课件【教学设计】课前预学1.在平直轨道上匀速行驶的火车．（1）火车受几个力作用？（2）这几个力的关

2、系如何？（3）火车转弯时情况会有何不同呢？画出受力示意图2.质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图．3.做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？4.离心运动是有益的还是有害的？你能说明出这些例子中离心运动是怎样发生的吗？【预学疑难】课内互动精品学习资料可选择pdf第1页，共10页-----------------------一、复习回顾、导入新课教师活动：复习匀速圆周运动知识点学生活动：思考并回答问题．1.描述匀速圆

3、周运动快慢的各个物理量及其相互关系.2.从动力学角度对匀速圆周运动的认识．导入新课：学以致用是学习的最终目标，本节课通过几个具体实例的探讨来运用匀速圆周相关知识来解决实际问题．二、进行新课1.铁路的弯道教师活动：（多媒体播放）模拟在平直轨道上匀速行驶的火车学生活动：画出火车的受力示意图【探究活动】车辆转弯问题的研究教师活动：提出分析火车转弯时的问题(1)内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由_____________力提供．靠这种方法得到向心力，有什么危害？(2)外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向

4、心力由________________提供．学生活动：相互讨论问题教师点拨：(1)火车转弯时需要提供向心力，而平直路前行不需要．(2)内外轨的高度相同时，向心力由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供，铁轨极易损害．(3)外轨的高度高于内轨时，为了减小这种损害火车转弯所需的向心力几乎由重力和支持力的合力提供．2.拱形桥探究活动：播放录像，交通工具（自行车、汽车等）过拱形桥．投影问题情境：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．通过分析

5、，你可以得出什么结论？学生活动：在练习本上独立画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力．学生代表发言．教师活动：投影学生推导过程，听取学生见解，点评、总结．解题思路：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力；由牛顿第三定律求出桥面受到的压力．2mvFNGR可见，汽车对桥的压力FN小于汽车的重量G，并且压力随汽车速度的增大而减小．精品学习资料可选择pdf第2页，共10页-----------------------思考：当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大？当

6、汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象？学生活动：思考问题并发表见解．点评：抓住临界状态，找出临界条件是解决这类极值问题的关键．对匀速圆周运动的实例分析，思路是对物体进行受力分析，分析向心力的来源，运用牛顿第二定律列出方程，应用牛顿第三定律转换研究对象．此题理论联系实际，利于提高学生分析和解决问题的能力．思考：请同学们进一步思考当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大？当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象?3.航天器中的失重现象探究活动(1)当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时，如果车速达到一定大小，则可使汽

7、车对桥面的压力为零．如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”，则情形如何呢?会不会出现这样的情况?速度达到一定程度时，地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?（学生独立分析以上提出的问题，并在练习本上画出受力分析图，尝试解答）探究活动(2)假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力．试求座舱对宇航员的支持力．此时飞船的速度多大?通过

8、求解．你可以得出什么结论?点评：汽车通过拱形桥面顶点和宇宙飞船和航天员在地球表面做匀速圆周运动，汽车通过拱形桥凸形桥面的压力和座舱对航天员的支持力为零时，汽车或航天员均处于完全失重状态．解决这类问题的思路是运动和力的分析，应用牛顿定律列方程，并求解．4.离心运动探究活动(1)引导：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢?如果物体受