高一物理下学期第3周教学设计

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1、高一物理下学期第3周教学设计考点、知识点1.圆周运动向心力；2.牛顿第二定律的特定应用。学习目标1．知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源．2．能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例．3．知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度．重、难点1．具体问题中向心力的来源．2．关于对临界问题的讨论和分析．3．对变速圆周运动的理解和处理．学习环节和内容学生活动建

2、议教师活动建议调整记录1、匀速圆周运动特点：（1）速度大小不变无切向加速度；速度方向改变有向心加速度a=（2）合外力必提供向心力2、变速圆周运动特点：（1）速度大小变化有切向加速度；速度方向改变有向心加速度。故合加速度不一定指向圆心。（2）合外力不一定全提供向心力，合外力不一定指向圆心。3、向心力表达式：4、处理圆周运动动力学问题般步骤：（1）确定研究对象，进行受力分析；（2）建立坐标系，通常选取质点所在位置为坐标原点，其中一条轴与半径重合；（3）用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解。例题分析例1、物体质量为m，在

3、下列各种情况中作匀速圆周运动，半径为R，周期为T，分析其向心力来源，列出动力学表达式：（1）置于水平转动的圆盘上随之一起作圆周运动；（2）置于竖直转动圆筒内壁的物体，随之一起转动；（3）飞机在空中水平匀速转圈。实例1：汽车过拱桥问题：质量为m的汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最高点时对桥面的压力。解析：选汽车为研究对象，对汽车进行受力分析：汽车在竖直方向受到重力G和桥对车的支持力F1作用，这两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下建立关系式：回忆、归纳思考、训练总结课堂小结：（一）归纳匀

4、速圆周运动应用问题的解题步骤：1、明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。2、确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。3、建立以向心方向为正方向的坐标，找出向心方向的合外力，根据向心力公式列方程。4、解方程，对结果进行必要的讨论。（二）关于离心运动：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动当F=0时，物体沿切线方向飞出又因支持力与汽车对桥的压力是一对作用力与反作用力，所以（1）当v=时，F=0（2

5、）当0≤v＜时,0＜F≤mg（3）当v＞时,汽车将脱离桥面，发生危险。小结：上述过程中汽车虽然不是做匀速圆周运动，但我们仍然使用了匀速圆周运动的公式。原因是向心力和向心加速度的关系是一种瞬时对应关系，即使是变速圆周运动，在某一瞬时，牛顿第二定律同样成立，因此，向心力公式照样适用。延伸：师：好，下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时的情况．易得出：训练强化：例：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时

6、，对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形，汽车以l0m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？实例2：圆锥摆结构特点：一根质量和伸长可以不计的细线，系一个可以视为质点的摆球，在水平面内做匀速圆周运动。受力特点：只受两个力即竖直向下的重力mg和沿摆线方向的拉力。两个力的合力，就是摆球做圆周运动的向心力，如下图所示。当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心分析：设摆球的质量为m，摆线长为，与竖直方向的夹角为，摆球的线速度为，角速

7、度为，周期为T，频率为。，由此可知高度相同的圆锥摆周期相同与无关。根据有，当角速度增大时，向心力增大，回旋半径增大，周期变小。结合教材：P31介绍了“旋转秋千”，其实就是圆锥摆模型（叫学生阅读教材，结合刚才所讲的理论进行分析）训练强化：例：用长L=0．5米的细绳，一端拴一质量m=1kg的小球，另一端固定在离水平桌高h=O．3m的0点上，使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动(图)。为使小球不离开桌面做圆周运动，它的速率不能超过多大?实例3：火车转弯易得：训练强化：例：铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平

8、面倾角为θ(图)，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则()A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压；B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压；C．这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosθD．这时铁轨对火车的支持力大于mg/cosθ例：一个内壁光滑的圆锥形筒固定在地面，轴线沿竖直方向，有质量相等的A，B两小球沿筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，4的半径较大，则（B．